Vários anos atrás, os neurocientistas do MIT mostraram que poderiam reduzir drasticamente as placas amilóides observadas em camundongos com a doença de Alzheimer simplesmente expondo os animais à luz piscando em uma frequência específica.
Em um novo estudo, os pesquisadores descobriram que este tratamento tem efeitos generalizados no nível celular, e ajuda não apenas os neurônios, mas também as células imunes chamadas microglia. No geral, esses efeitos reduzem a inflamação, aumentam a função sináptica e protegem contra a morte celular, em camundongos geneticamente programados para desenvolver a doença de Alzheimer.
“Parece que a neurodegeneração é amplamente evitada”, diz Li-Huei Tsai, diretor do Instituto Picower de Aprendizado e Memória do MIT e principal autor do estudo.
Os pesquisadores também descobriram que a luz bruxuleante impulsionou a função cognitiva nos ratos, que tiveram um desempenho muito melhor em testes de memória espacial do que os ratos não tratados. O tratamento também produziu efeitos benéficos sobre a memória espacial em ratos mais velhos e saudáveis.
Os resultados do novo estudo foram publicados online na Neuron no início desta semana. O estudo original de Tsai sobre os efeitos da luz cintilante mostrou que a estimulação visual a uma frequência de 40 hertz (ciclos por segundo) induz ondas cerebrais conhecidas como oscilações gama no córtex visual. Acredita-se que essas ondas cerebrais contribuam para funções cerebrais normais, como atenção e memória, e estudos anteriores sugeriram que elas estão prejudicadas em pacientes com Alzheimer.
Tsai e seus colegas mais tarde descobriram que combinar a luz bruxuleante com estímulos sonoros – tons de 40 hertz – reduzia ainda mais as placas e também tinha efeitos de maior alcance, estendendo-se até o hipocampo e partes do córtex pré-frontal. Os pesquisadores também descobriram benefícios cognitivos de ambas as oscilações gama induzidas por luz e som.
Em seu novo estudo, os pesquisadores queriam aprofundar a forma como esses efeitos benéficos surgem. Eles se concentraram em duas linhagens diferentes de camundongos geneticamente programados para desenvolver os sintomas da doença de Alzheimer. Um deles, conhecido como Tau P301S, tem uma versão mutada da proteína Tau, que forma emaranhados neurofibrilares como os observados em pacientes de Alzheimer. O outro, conhecido como CK-p25, pode ser induzido a produzir uma proteína chamada p25, que causa neurodegeneração severa. Ambos os modelos mostram uma perda neuronal muito maior do que o modelo que usaram para o estudo original de luz cintilante, diz Tsai.
Os pesquisadores descobriram que a estimulação visual, dada uma hora por dia durante três a seis semanas, teve efeitos dramáticos na degeneração dos neurônios. Eles começaram os tratamentos pouco antes de se esperar que a degeneração começasse, nos dois tipos de modelos de Alzheimer. Após três semanas de tratamento, os ratos Tau P301S não apresentaram degeneração neuronal, enquanto os ratos Tau P301S não tratados perderam 15 a 20% de seus neurônios. A neurodegeneração também foi prevenida nos camundongos CK-p25, que foram tratados por seis semanas.
“Eu tenho trabalhado com a proteína p25 há mais de 20 anos e sei que esta é uma proteína muito neurotóxica. Descobrimos que os níveis de expressão do transgene p25 são exatamente os mesmos em camundongos tratados e não tratados, mas não há neurodegeneração nos camundongos tratados ”, diz Tsai. “Eu não vi nada assim. É muito chocante.
Os pesquisadores também descobriram que os ratos tratados tiveram melhor desempenho em um teste de memória espacial chamado labirinto aquático de Morris. Curiosamente, eles também descobriram que o tratamento melhorou o desempenho em ratos mais velhos que não tinham predisposição para a doença de Alzheimer, mas não em ratos jovens e saudáveis.
Para tentar descobrir o que estava acontecendo no nível celular, os pesquisadores analisaram as mudanças na expressão gênica que ocorreram em camundongos tratados e não tratados, tanto em neurônios quanto em microglia – células imunes responsáveis pela remoção de detritos do cérebro.
Nos neurônios de camundongos não tratados, os pesquisadores observaram uma queda na expressão de genes associados ao reparo do DNA, à função sináptica e a um processo celular chamado tráfico de vesículas, que é importante para que as sinapses funcionem corretamente. No entanto, os ratos tratados mostraram uma expressão muito maior desses genes do que os ratos não tratados. Os pesquisadores também encontraram um maior número de sinapses nos camundongos tratados, bem como um maior grau de coerência (uma medida da sincronia das ondas cerebrais entre diferentes partes do cérebro).
Em sua análise da microglia, os pesquisadores descobriram que as células em camundongos não tratados mostraram sua expressão de genes promotores da inflamação, mas os ratos tratados mostraram uma diminuição notável nesses genes, junto com um aumento de genes associados à motilidade. Isso sugere que, nos camundongos tratados, a microglia pode estar fazendo um trabalho melhor de combater a inflamação e remover moléculas que poderiam levar à formação de placas amilóides e emaranhados neurofibrilares, dizem os pesquisadores. Eles também encontraram níveis mais baixos da versão da proteína Tau que tende a formar emaranhados.
“Muitas pessoas têm me perguntado se a microglia é o tipo celular mais importante nesse efeito benéfico, mas, para ser sincero, nós realmente não sabemos”, diz ela. “Afinal, as oscilações são iniciadas pelos neurônios e ainda gosto de pensar que elas são as principais reguladoras. Eu acho que a própria oscilação deve desencadear alguns eventos intracelulares, dentro dos neurônios, e de alguma forma eles estão protegidos ”.
Os pesquisadores também planejam testar o tratamento em ratos com sintomas mais avançados, para ver se a degeneração neuronal pode ser revertida após o início. Eles também iniciaram ensaios clínicos de fase 1 de estimulação luminosa e sonora em pacientes humanos.
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Traduzido por Destaques Psicologias do Brasil do original de GNN.
Imagem destacada: Reprodução/GNN.
