Pesquisadores da UC San Francisco identificaram um processo biológico que pode explicar por que o exercício aguça o pensamento e a memória. Suas descobertas sugerem que a atividade física fortalece o sistema de defesa do cérebro, ajudando a protegê-lo dos danos relacionados à idade.
À medida que as pessoas envelhecem, a barreira hematoencefálica torna-se mais frágil. Essa rede compacta de vasos sanguíneos normalmente protege o cérebro de substâncias nocivas que circulam na corrente sanguínea. Com o tempo, porém, ele pode vazar, permitindo que compostos prejudiciais entrem no tecido cerebral. O resultado é a inflamação, que está ligada ao declínio cognitivo e é comumente observada em doenças como a doença de Alzheimer.
Vários anos atrás, a equipe de pesquisa descobriu que ratos que faziam exercícios produziam níveis mais elevados de uma enzima chamada GPLD1 no fígado. O GPLD1 parecia rejuvenescer o cérebro, mas havia um mistério. A enzima em si não consegue passar para o cérebro, deixando os cientistas inseguros sobre como ela proporcionou seus benefícios cognitivos.
A nova pesquisa fornece uma resposta.
Como o GPLD1 reduz a inflamação cerebral
Os cientistas descobriram que o GPLD1 influencia outra proteína conhecida como TNAP. À medida que os ratos envelhecem, o TNAP acumula-se nas células que formam a barreira hematoencefálica. Esse acúmulo enfraquece a barreira e aumenta o vazamento. Quando os ratos se exercitam, seus fígados liberam GPLD1 na corrente sanguínea. A enzima viaja até aos vasos sanguíneos que rodeiam o cérebro e remove o TNAP da superfície dessas células, ajudando a restaurar a integridade da barreira.
“Esta descoberta mostra quão relevante é o corpo para a compreensão de como o cérebro diminui com a idade”, disse Saul Villeda, PhD, diretor associado do Instituto de Pesquisa do Envelhecimento Bakar da UCSF.
Villeda é o autor sênior do artigo, publicado na revista Célula em 18 de fevereiro.
Identificando o papel do TNAP no declínio cognitivo
Para determinar como a GPLD1 exerce os seus efeitos, a equipa concentrou-se no que a enzima faz melhor. GPLD1 corta proteínas específicas da superfície das células. Os investigadores procuraram tecidos contendo proteínas que pudessem servir como alvos e suspeitaram que algumas destas proteínas poderiam acumular-se com a idade.
As células da barreira hematoencefálica se destacaram porque carregavam vários possíveis alvos do GPLD1. Quando os cientistas testaram estas proteínas em laboratório, apenas uma foi cortada pela GPLD1: TNAP.
Outras experiências confirmaram a importância do TNAP. Camundongos jovens geneticamente modificados para produzir excesso de TNAP na barreira hematoencefálica apresentaram problemas de memória e cognitivos semelhantes aos observados em animais mais velhos.
Quando os investigadores reduziram os níveis de TNAP em ratos de 2 anos de idade – o que equivale a 70 anos humanos – a barreira hematoencefálica tornou-se menos permeável, a inflamação diminuiu e os animais tiveram melhor desempenho nos testes de memória.
“Conseguimos explorar este mecanismo mais tarde na vida, para os ratos, e ainda funcionou”, disse Gregor Bieri, PhD, pós-doutorado no laboratório de Villeda e co-primeiro autor do estudo.
Implicações para Alzheimer e envelhecimento cerebral
As descobertas sugerem que o desenvolvimento de medicamentos capazes de reduzir proteínas como o TNAP poderia oferecer uma nova estratégia para restaurar a barreira hematoencefálica, mesmo depois de esta ter sido enfraquecida pelo envelhecimento.
“Estamos descobrindo uma biologia que a pesquisa sobre Alzheimer tem negligenciado em grande parte”, disse Villeda. “Isso pode abrir novas possibilidades terapêuticas além das estratégias tradicionais que se concentram quase exclusivamente no cérebro”.
Autores: Outros autores da UCSF são Karishma Pratt, PhD; Yasuhiro Fuseya, MD, PhD; Turan Aghayev, MD; Juliana Suchárov; Alana Horowitz, PhD; Âmbar Philp, PhD; Karla Fonseca-Valência, licenciatura; Rebecca Chu; Mason Phan; Laura Remesal, PhD; Andrew Yang, PhD; e Kaitlin Casaletto, PhD. Para todos os autores, consulte o artigo.
Financiamento: O estudo foi apoiado em parte pelos Institutos Nacionais de Saúde (AG081038, AG086042, AG082414, AG077770, AG067740, P30 DK063720); Fundação Simons; Fundação da Família Bakar; Fundo para Curar Alzheimer; Fundação Hillblom; Fundação Glenn; JSPS; Bolsa Japonesa de Pós-Doutorado em Bioquímica; Fundação para Esclerose Múltipla; Fronteiras na Pesquisa Médica; Federação Americana para Pesquisa do Envelhecimento; Fundação Nacional de Ciência; Instituto de Pesquisa do Envelhecimento Bakar; Marc e Lynne Benioff.
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