Alzheimer: como a fototerapia pode proteger o cérebro
Os pesquisadores já haviam mostrado que um tipo de terapia de luz pode reduzir potencialmente as proteínas tóxicas que se acumulam no cérebro na doença de Alzheimer. Agora, a mesma equipe identificou o que acontece no nível da célula para atingir esse resultado.
Em 2016, cientistas do Massachusetts Institute of Technology (MIT) em Cambridge descobriram que o brilho de uma luz bruxuleante nos olhos de ratos poderia reduzir o acúmulo de proteínas amilóides e tau que ocorrem no cérebro com a doença de Alzheimer.
A terapia de luz aumenta uma forma de onda cerebral chamada oscilação gama, que a pesquisa sugere que é prejudicada em pessoas com doença de Alzheimer.
Mais recentemente, a equipe do MIT revelou que combinar terapia de luz com terapia de som estendeu os efeitos benéficos ainda mais.
Esses estudos também viram que a terapia de luz pode melhorar a memória em camundongos geneticamente predispostos a desenvolver a doença de Alzheimer e a memória espacial em camundongos mais velhos sem a doença.
A investigação mais recente, que agora aparece no jornal Neurônio, mostrou que aumentar as oscilações gama pode melhorar a conexão entre as células nervosas, reduzir a inflamação e preservar contra a morte celular em modelos de ratos com Alzheimer.
Também mostra que os efeitos de longo alcance do tratamento envolvem não apenas células nervosas ou neurônios, mas também um tipo de célula imunológica chamada microglia.
“Parece”, diz o autor sênior do estudo Li-Huei Tsai, professor de neurociência e diretor do Instituto Picower para Aprendizagem e Memória do MIT, “que a neurodegeneração é amplamente evitada”.
Alzheimer e proteínas tóxicas
A doença de Alzheimer é uma condição que destrói gradualmente o tecido cerebral e a função associada por meio da perda irreversível de células.
Um relatório de 2018 da Alzheimer’s Disease International revela que 50 milhões de pessoas em todo o mundo têm demência e que, para dois terços delas, a doença de Alzheimer é a causa.
Embora alguns tratamentos possam retardar os sintomas de Alzheimer por um tempo, nenhum, ainda, pode curar a doença.
Em pessoas com doença de Alzheimer, o cérebro começa a mudar muito antes de apresentarem sintomas de demência. Esses sintomas incluem dificuldades para pensar e lembrar.
Duas mudanças em particular são o desenvolvimento de depósitos tóxicos, ou placas, de proteína beta-amilóide entre as células nervosas e a formação de emaranhados tóxicos de proteína tau dentro das células.
A professora Tsai e seus colegas explicam que as pessoas com doença de Alzheimer também apresentam outra alteração no cérebro: "redução do poder de oscilações na banda de frequência gama."
Os cientistas propuseram que as oscilações gama são um tipo de onda cerebral importante para funções como memória e atenção.
Em seu trabalho anterior, os pesquisadores mostraram que a exposição à luz bruxuleante a uma taxa de 40 ciclos por segundo, ou hertz, estimulou as oscilações gama no córtex visual do cérebro em camundongos.
Adicionar tons de som batendo na mesma frequência aumentou o efeito de redução de placa da terapia de luz e estendeu-o além do córtex visual para o hipocampo e parte do córtex pré-frontal.
As oscilações gama de ambos os tratamentos também levaram a melhorias na função de memória em modelos de camundongos da doença de Alzheimer.
Nível notável de neuroproteção
Com o novo estudo, os pesquisadores queriam saber mais sobre os mecanismos subjacentes que levaram a esses benefícios.
Para fazer isso, eles usaram dois modelos de camundongos com Alzheimer: Tau P301S e CK-p25. O professor Tsai diz que ambos os tipos de ratos experimentam uma perda muito maior de células nervosas do que o modelo que eles usaram nos estudos de terapia de luz anteriores.
Os camundongos Tau P301S produzem uma proteína tau mutante que forma emaranhados dentro das células, como aqueles que ocorrem dentro das células cerebrais de humanos com doença de Alzheimer. Camundongos CK-p25 produzem uma proteína chamada p25 que causa "neurodegeneração severa".
A equipe viu que a terapia de luz diária que começou antes do início antecipado da neurodegeneração produziu efeitos notáveis em ambos os tipos de camundongos.
Camundongos Tau P301S que receberam 3 semanas de tratamento não mostraram sinais de degeneração neuronal, em comparação com 15-20% de perda de neurônios nos camundongos não tratados.
O resultado foi o mesmo nos camundongos CK-p25, que foram submetidos a 6 semanas de tratamento.
A professora Tsai afirma ter “trabalhado com a proteína p25 por mais de 20 anos”, e a proteína é muito tóxica para o cérebro. No entanto, ela nunca viu nada parecido com esse resultado antes. “É muito chocante”, acrescenta ela.
“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”, explica ela.
Quando os pesquisadores testaram a memória espacial dos ratos, eles também encontraram resultados surpreendentes: a terapia de luz melhorou o desempenho em ratos mais velhos que não foram geneticamente programados para desenvolver a doença de Alzheimer, mas não teve efeito em ratos mais jovens semelhantes.
Diferenças marcadas na atividade do gene
Os pesquisadores também examinaram as alterações genéticas nos camundongos tratados e não tratados. Eles descobriram que as células nervosas de camundongos não tratados tinham atividade reduzida nos genes que reparam o DNA e naqueles que ajudam a operar as conexões entre as células nervosas. Os camundongos tratados, por outro lado, mostraram maior atividade nesses genes.
Além disso, eles viram que os ratos tratados tinham mais conexões entre as células nervosas e que estas operavam de forma mais coerente.
Os cientistas também investigaram a atividade do gene na microglia, ou células imunológicas que ajudam a limpar os resíduos celulares e outros detritos no cérebro.
Essas investigações revelaram que os genes que promovem a inflamação foram mais ativos em ratos que não receberam a fototerapia. No entanto, os camundongos tratados mostraram uma acentuada falta de atividade nesses genes. Eles também mostraram aumento da atividade em genes que afetam a capacidade da microglia de se mover.
Os autores do estudo explicam que essas descobertas sugerem que a terapia de luz fortaleceu a capacidade da microglia de lidar com a inflamação. Talvez isso os tenha tornado mais capazes de limpar os resíduos, incluindo proteínas defeituosas que podem se acumular para formar placas tóxicas e emaranhados.
O professor Tsai nos lembra que uma questão importante ainda não tem resposta: como a oscilação gama induz essas várias formas de proteção?
Talvez as oscilações desencadeiem algo dentro das células nervosas. A professora Tsai diz que gosta de pensar que as células nervosas são "os reguladores mestres".
“Muitas pessoas têm me perguntado se a microglia é o tipo de célula mais importante neste efeito benéfico, mas para ser honesto, realmente não sabemos.”
Prof. Li-Huei Tsai
