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Hsp72 preserva a função muscular e diminui a progressão em distrofias musculares graves

É esse o título do trabalho que acaba de ser publicado na revista Nature por um grupo de pesquisadores da Austrália, Reino Unido e Canadá.  Nessa pesquisa os cientistas mostram que o aumento de expressão da proteína Hsp72 preserva a força muscular e melhora a patologia distrófica em dois modelos de camundongos afetados por distrofia muscular. Interessante é que os cientistas sugerem que  a produção dessa proteína poderia  ser induzida por uma droga, BGP-15,  atualmente  em teste para o tratamento de diabetes.

Recordando

As distrofias musculares progressivas (DMP)  incluem um grupo de dezenas de doenças genéticas caracterizadas por uma degeneração progressiva da musculatura.  Existem formas que se iniciam na idade adulta com uma progressão lenta, mas nas formas infantis, como na distrofia de Duchenne (DMD), que só atinge meninos, os sintomas iniciam-se nos primeiros anos de vida e a evolução é rápida. Geralmente a mãe nota que a criança está caindo muito e as dificuldades vão aumentando de modo que ao redor dos 10 ou 12 anos os meninos perdem a capacidade para andar. Nas fases mais adiantadas há comprometimento cardíaco e respiratório. Embora a sobrevida tem aumentado muito, achar novos tratamentos tem sido uma busca incessante dos pesquisadores.

Influxo de cálcio

Existem muitas hipóteses para explicar a degeneração muscular que ocorre na DMD. Sabemos que a mutação leva a ausência de uma proteína fundamental para a manutenção da membrana celular (capa que recobre as células musculares) e que foi denominada distrofina. Uma das consequências é um aumento da permeabilidade da membrana e com isso  há um aumento de entrada do cálcio para dentro da célula causando inflamação, ciclos de degeneração e regeneração (que aos poucos deixa de ser efetiva)  e infiltração de material não contrátil nas células.  Aos poucos as células musculares vão sendo substituídas por gordura e tecido conjuntivo e por isso a perda da força muscular.

Qual foi a hipótese testada

Para testar sua hipótese, os cientistas utilizaram dois modelos de camundongos distróficos: mdx e dko. Embora os dois modelos  não tenham distrofina no músculo, somente os camundongos dko são muito afetados. Os mdx só apresentam fraqueza na musculatura do diafragma. Os pesquisadores verificaram que uma proteína responsável pela remoção de cálcio intracelular denominada SERCA (do inglês sarcoplasmic/endoplasmic reticulum Ca ²⁺ -ATPase) não é funcional no músculo dos dois modelos de camundongos com distrofia.  Descobriram também que Hsp72 interage com SERCA na tentativa de  preservar sua função em condições de stress. O que quiseram então testar era se o aumento da Hsp72 também aumentaria a atividade da SERCA  beneficiando o músculo distrófico.

Como foram feitos os experimentos?

Primeiro os cientistas cruzaram camundongos mdx com camundongos transgênicos que têm uma expressão aumentada de Hsp72.  Observaram então que o diafragma dos animais com aumento de Hsp72 era significantemente melhor do que dos controles normais, um resultado animador. A partir dessa observação os cientistas resolveram testar se a administração de uma droga, denominada BGP-15, que aumenta a atividade da Hsp72 também seria benéfica. Trataram camundongos mdx por algumas semanas e novamente observaram uma melhora no diafragma e na força dos animais tratados.

Qual foi o próximo passo?

Queriam também saber se essa droga teria efeito clínico no outro modelo grave de distrofia muscular, o camundongo dko. Neles também houve efeito benéfico da droga. Além do aumento de sobrevida houve uma diminuição considerável na curvatura lombar.

São resultados ainda preliminares

Os cientistas concluem que o aumento de expressão da Hsp72 , através do uso de BGP-15  poderia ter um efeito terapêutico benéfico nas distrofias, usado isoladamente ou em conjunto com outras terapias, inclusive terapia gênica e celular. Não seria uma cura mas a esperança é poder retardar a progressão  da doença. Recebo emails de pessoas dizendo: chega de experimentos em ratinhos. Vamos iniciar tratamentos em humanos. Concordo que temos pressa. Chegaremos lá, mas com cautela.

A senhora poderia escrever um pouco sobre esse novo trabalho de cientistas japoneses com o cromossomo humano artificial (HAC)? Quais os prós e os contras? Qual o tempo estimado para os testes com humanos?
(Rosana)

Li recentemente uma notícia sobre um trabalho de pesquisadores japoneses utilizando células-tronco multipotentes induzidas e os HAC para, segundo a pesquisa, alcançar a marca de 90% de expressão de distrofina em camundongos mdx. Seria possível nos falar mais sobre a experiência, e dar uma ideia das dificuldades que a técnica enfrentará?
(Marcelo D. Padilha de Oliveira)

Na semana passada contamos a história de Julio Rocha, hoje artista da TV Globo, que teve um irmão, José, com distrofia de Duchenne (DMD). Só recordando: a DMD é uma doença genética que só afeta o sexo masculino. Os meninos nascem com uma mutação em um gene que causa ausência de uma proteína muscular chamada distrofina, fundamental para o músculo. Sem a distrofina, o músculo degenera e há uma fraqueza progressiva.

Existem milhares de cientistas ao redor do mundo trabalhando em pesquisas com o objetivo de achar uma cura para a DMD. Sabe-se que, quanto maior a quantidade de distrofina no músculo, mais leve é o quadro clínico. Portanto o objetivo é aumentar a quantidade dessa proteína no músculo dos pacientes afetados.

Pesquisadores japoneses acabam de publicar um trabalho inovador mostrando que é possível corrigir o defeito genético associando células-tronco e terapia gênica. A pesquisa foi feita com a distrofia de Duchenne, mas a boa notícia é que essa tecnologia poderia ser aplicada a muitas doenças genéticas.

Como usar células-tronco de pessoas com doenças genéticas?

Um dos objetivos das células-tronco é a regeneração ou substituição de tecidos, o futuro da medicina regenerativa. Do mesmo modo que se “troca” um coração que não está funcionando bem por um saudável, estamos trabalhando para substituir células defeituosas por outras normais. O problema é que, no caso de doenças genéticas, não é possível usar as células da própria pessoa, porque todas possuem o gene com a mutação (ou erro genético) que causou aquela doença. Como contornar isso?

Células-tronco de pacientes podem ser usadas associadas à terapia gênica

As células-tronco de pessoas afetadas por doenças genéticas são um verdadeiro laboratório de pesquisas, abrindo novos caminhos para futuros tratamentos. E o que é melhor: elas permitem testar inúmeras estratégias para tentar corrigir o defeito genético e acompanhar o efeito diretamente na célula . Foi o que fizeram os pesquisadores japoneses com a distrofia muscular de Duchenne (DMD). A pesquisa foi feita primeiro com camundongos que têm uma distrofia semelhante à humana (mdx) e com um paciente afetado. Para não complicar, vou falar só do que foi feito com o paciente.

O primeiro passo foi obter linhagens com mutações que causam distrofia tipo Duchenne (DMD)

O paciente, um menino com DMD, tinha uma deleção (perda de um pedaço) grande no gene da distrofina. Foram retiradas células da sua pele (fibroblastos) que foram reprogramadas para se diferenciarem em diversas linhagens celulares, inclusive células musculares – as chamadas células IPS, do inglês induced pluripotent stem-cells. O próximo passo foi introduzir um gene normal da distrofina nessas células, contido em um chamado cromossomo artificial humano (HAC- human artificial chromosome).

As células reprogramadas formaram vários tecidos

O passo seguinte foi verificar se as células conseguiam formar diferentes tecidos e se estes expressavam a proteína de tamanho normal. O experimento mostrou-se um sucesso: células musculares derivadas tinham a distrofina saudável. Embora todo o experimento tenha sido feito no laboratório, e precise ser comprovado em vivo, trata-se de mais uma estratégia visando o tratamento das distrofias e de outras doenças genéticas.

O centro de estudos do genoma humano está obtendo linhagens de pacientes com doenças genéticas

Um dos nossos objetivos no centro de estudos do Genoma Humano é o de derivar linhagens celulares de pacientes com doenças genéticas e testar diferentes terapias nessas células. Acompanhar o sucesso de experimentos como esse é animador. Ainda não podemos saber quanto tempo teremos de esperar para poder usar essa estratégia na clínica. Mas é mais um tijolinho que se acrescenta na direção da cura.

Julio, aos 9 anos: mais coragem que muitos adultos

Tudo começou há cerca de 20 anos. Naquela época descobrimos que pacientes raros com distrofia de Duchenne – doença genética causadora de uma degeneração progressiva dos músculos – com deficiência de hormônio de crescimento (GH) tinham um quadro muito mais leve da doença. Desconfiamos então que esse mesmo hormônio, tão importante na fase de crescimento, poderia estar prejudicando meninos com distrofia. Se isso fosse verdade, inibir o hormônio de crescimento em pacientes com distrofia poderia, talvez, ser benéfico. Precisávamos pesquisar mais sobre o GH. E foi então que surgiu Julio, esse menino tão especial. Graças a ele conseguimos realizar essa pesquisa que hoje poderá ser muito importante, quando estamos estudando o efeito do GH em células-tronco.

O primeiro passo era entender como era liberado o GH

Para poder inibir o GH precisávamos entender como e quando ele era liberado em meninos normais. Já sabíamos que existe uma maior liberação à noite, durante o sono. Aliás, é o que todos os pais dizem para convencer seus filhos que relutam em ir para cama à noite… “Se você não dormir não vai crescer.”

A dificuldade era: como estudar crianças normais?

Descobrimos naquela época que havia muito poucos estudos em crianças com crescimento normal. É fácil de entender. Só vai procurar ajuda médica quem está com problema de crescimento. Seria verdade que o GH é liberado à noite, durante o sono?

Para pesquisar isso, o ideal seria fazer esse estudo quando a criança estivesse dormindo normalmente, sem stress, na sua própria cama, diziam os especialistas. É só colocar um cateter e coletar umas gotinhas de sangue de 20 em 20 minutos, a noite toda. Fácil de falar… Mas e na prática, como poderíamos fazer isto?

Será que as famílias que tinham meninos com distrofia poderiam colaborar?

Julio queria a qualquer custo ajudar o irmão, José

Expus o problema a famílias que tinham filhos com distrofia. Os pais estão sempre prontos. Mas nesse caso, precisávamos de crianças e não de adultos. E foi então que conheci Julio, um menino lindo de 9 anos, cheio de energia, sapeca como é esperado na sua idade. Sua única tristeza era que José, seu irmão mais velho, tinha distrofia de Duchenne. Estava em uma cadeira de rodas e não podia brincar como ele. Ao ouvir falar dessa pesquisa, ofereceu-se imediatamente. Queria a qualquer custo ajudar seu irmão. Aos nove anos, Julio tinha mais coragem que muitos adultos.

A pesquisa foi realizada

Julio conseguiu convencer um amigo a participar

Além de se oferecer para a pesquisa, Julio conseguiu convencer um amiguinho a participar junto e a se manter firme quando este estava prestes a desistir, no meio da noite. Graças a eles e aos meus próprios filhos (que também eram crianças naquela época) aprendemos muito sobre a liberação de GH em crianças normais. Os resultados foram publicados em 1989 na revista americana American Journal of Medical Genetics. O tempo foi passando, novas pesquisas e novas ideias foram surgindo. Só agora, estamos retomando as pesquisas com GH. Queremos saber como atua o hormônio de crescimento nas células-tronco e tentar entender o seu papel na formação de músculos e nas distrofias musculares . Os dados que obtivemos naquela ocasião vão ser muito importantes para avaliar os resultados das pesquisas atuais.
E o Julio? O que aconteceu com ele?

Perdi o contato com sua família, mas nunca esqueci o gesto desse menino. A sua generosidade e o imenso amor que ele demonstrou por seu irmão me marcaram para sempre. Depois de muitos anos, acabo de reencontrá-lo, já adulto. Descobri que é uma pessoa conhecida. E continua muito especial. Na semana que vem , vou contar o porque do nosso reencontro. Será que alguém descobre quem é Julio?