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Jornal da USP online

Revelações sobre o sistema nervoso

Publicado em 08 junho 2015

Pesquisa do Instituto de Biociências (IB) da USP sugere que a ausência do gene que codifica a proteína colibistina (CB) tem relação com a disfunção da via de sinalização intracelular mTOR, responsável pela síntese de proteínas em células do sistema nervoso. De acordo com o trabalho da pesquisadora Camila de Oliveira Freitas Machado, o hiperfuncionamento da via mTOR e a produção aumentada de proteínas em células neurais podem estar relacionados com o quadro clínico de deficiência intelectual e autismo em pacientes com deleção (ausência) do gene CB. A partir do estudo orientado pela bióloga Andrea Laurato Sertie, pesquisadora do Instituto Israelita de Ensino e Pesquisa (IIEP) do Hospital Albert Einstein, pretende-se agora estudar os efeitos dessa disfunção em células neurais, bem como se fármacos que modulam a via de sinalização mTOR podem reverter as anormalidades encontradas nas células neurais in vitro.

O ponto de partida da pesquisa foi a identificação de um paciente brasileiro com deficiência intelectual severa e autismo no quadro clínico que apresentava ausência do gene que codifica a proteína CB, deleção esta identificada pela técnica de array CGH. “Na literatura científica há relatos da relação entre variantes genéticas (mutações) no gene da CB e a deficiência intelectual”, explica Andrea, que estudou o papel do gene na síntese de proteínas em células neurais durante o pós-doutorado no IB. “A atuação da proteína é muito conhecida em sinapses e no agrupamento de receptores de neurotransmissores inibitórios, mas seu papel na via mTOR e no controle de síntese de proteínas em neurônios era desconhecido.”

As pesquisadoras investigaram então se a ausência do gene CB alterava a síntese de proteínas devido a mudanças em uma importante via de sinalização intracelular, a via mTOR. “As células se comunicam com o ambiente por meio de receptores de membrana. Fatores de crescimento, hormônios e neurotransmissores se ligam aos receptores e desencadeiam cascatas ou vias de sinalização intracelular, que fazem com que as células respondam às condições do meio extracelular”, diz a bióloga. “A via mTOR é uma dessas vias, controlando diversas funções, como proliferação, síntese de proteínas e autofagia. Porém, a relação entre a proteína CB, a via mTOR e o controle de síntese de proteínas não era conhecida.”

Para entender a relação entre a proteína CB e a via mTOR, foi realizado um experimento que reproduziu o contexto do neurônio. “A partir de um pedaço de pele do paciente, foram extraídos fibroblastos, que então passaram por um processo de reprogramação e se tornaram células-tronco pluripotentes induzidas (células iPS), com capacidade de diferenciação para diversos tipos celulares”, relata Andrea. “As células iPS deram origem às células neuroprogenitoras e aos neurônios utilizados no estudo.”

Disfunção – O mesmo experimento foi repetido com os fibroblastos de uma pessoa “normal”, sem deficiência intelectual e autismo, que serviram como células-controle. “A comparação demonstrou que nas células do paciente a via mTOR era hiperativa, hiperfuncional, levando a um aumento na síntese de proteínas”, aponta a bióloga. “Ainda nesse trabalho, por meio da superexpressão da CB em células em cultura, verificou-se uma diminuição da atividade da mTOR e da síntese proteica, que é o efeito contrário ao da ausência do gene.”

De acordo com a bióloga, a pesquisa sugere que a ausência do gene que codifica a proteína CB leva ao hiperfuncionamento da via mTOR e à síntese aumentada de proteínas em células neurais, e isso pode contribuir com o quadro de deficiência intelectual e autismo do paciente. Com base nos resultados do estudo serão pesquisados os tipos de disfunção neuronal e as características das células nervosas decorrentes das alterações da via mTOR.

“Também serão identificadas quais proteínas são sintetizadas de forma anormal”, planeja. A via mTOR pode ser regulada, inibida e ativada por meio de fármacos conhecidos, como o imunossupressor Rapamicina. “Novos estudos irão verificar se características celulares alteradas in vitro podem ser revertidas por meio dos fármacos que modulam essa via.”

A pesquisa de Camila é descrita em dissertação de mestrado apresentada no Departamento de Genética e Biologia Evolutiva do IB, no qual a bióloga Andrea é credenciada como orientadora pontual na pós-graduação. A parte experimental do estudo foi realizada no IIEP. O trabalho teve a colaboração das professoras Maria Rita Passos Bueno e Carla Rosenberg, ambas do IB. O paciente estudado foi encaminhado pelo médico neurologista Fernando Koch, do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da USP. A pesquisa, descrita em artigo publicado no European Journal of Human Genetics, teve apoio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e da ONG Autismo e Realidade.