O ritmo diário da atividade genética não é igual em todos os tipos de células: varia consoante a célula e também consoante o seu estado de saúde, de acordo com um estudo recente que esclarece a ligação entre a doença de Alzheimer e a rotina operacional do cérebro.
Ritmo circadiano e a atividade genética ao longo de 24 horas
Este ciclo - conhecido como ritmo circadiano - é o que nos orienta sobre quando acordar e quando adormecer, ao mesmo tempo que mantém uma vasta lista de processos biológicos internos a funcionar de forma fiável e pontual em cada período de 24 horas.
Como já tinha sido observado que padrões de sono perturbados se associam à doença de Alzheimer, investigadores liderados por uma equipa da Washington University School of Medicine (WashU Medicine) decidiram analisar com mais detalhe como os ritmos circadianos intervêm na atividade de genes ligados a fatores de risco da doença.
O estudo em astrócitos e micróglia: ratos e confirmação em tecido humano
Para isso, os cientistas compararam cérebros de ratos com uma condição semelhante à doença de Alzheimer com os de ratos saudáveis, em diferentes idades. Mediram a expressão de genes-chave em dois tipos celulares específicos: astrócitos, que dão suporte aos neurónios, e células do sistema imunitário chamadas micróglia. Mais tarde, confirmaram os resultados em tecido humano.
"Existem 82 genes que foram associados ao risco de doença de Alzheimer, e descobrimos que o ritmo circadiano está a controlar a atividade de cerca de metade desses", afirma o neurologista Erik Musiek, da WashU Medicine.
"Saber que muitos destes genes da doença de Alzheimer estão a ser regulados pelo ritmo circadiano dá-nos a oportunidade de encontrar formas de identificar tratamentos terapêuticos para os manipular e impedir a progressão da doença."
Dito de outra forma, os “relógios” que marcam o compasso do comportamento celular exercem uma influência forte sobre vários genes relacionados com a patologia da doença de Alzheimer, de modos que podem interferir com o funcionamento normal do cérebro - em particular com a sua capacidade de eliminar resíduos tóxicos.
Placas de amiloide-beta e alterações do relógio biológico
Os ratos com a condição semelhante à doença de Alzheimer tinham sido geneticamente modificados para desenvolver no cérebro placas de proteína amiloide-beta, que surgem em paralelo com a doença. Ainda não se sabe ao certo se esses aglomerados desorganizam o ritmo ou se, pelo contrário, é um ciclo perturbado que desencadeia a formação das placas; ainda assim, os investigadores suspeitam que relógios circadianos alterados possam ser motivo de preocupação.
Isto enquadra-se no que já é conhecido sobre a doença de Alzheimer, que é capaz de desregular os horários quotidianos do organismo. Existe até um termo para a confusão acrescida que aparece ao fim da tarde ou no início da noite - a chamada síndrome do pôr do sol.
"Os ritmos circadianos na expressão génica dependem do tipo de célula e do contexto, e fornecem informações importantes sobre a função das células gliais na saúde, na doença de Alzheimer e no envelhecimento", escrevem os investigadores no artigo publicado.
Pensa-se que cerca de um quinto dos genes do genoma humano altere a sua expressão em resposta aos relógios do corpo, afetando processos como a digestão, o sono e a reparação do organismo.
Perante evidência de oscilações diárias em células cerebrais afetadas pela neurodegenerescência, os cientistas podem explorar estratégias para contrariar os efeitos da patologia. Uma espécie de “reposição do relógio” aplicada a genes críticos para o funcionamento do cérebro poderá ser uma forma de proteção contra a doença de Alzheimer.
"Ainda há muita coisa que precisamos de compreender, mas o ponto crucial é tentar manipular o relógio de alguma forma: torná-lo mais forte, torná-lo mais fraco ou desligá-lo em certos tipos de células", diz Musiek.
"Em última análise, esperamos aprender como otimizar o sistema circadiano para prevenir a acumulação de amiloide e outros aspetos da doença de Alzheimer."
A investigação foi publicada na Nature Neuroscience.
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