Limpando o cérebro envelhecido: cientistas restauram o sistema de eliminação de lixo do cérebro

Cientistas restauraram o processo de eliminação de resíduos do cérebro em ratos idosos, oferecendo um novo tratamento potencial para Alzheimer e Parkinson usando medicamentos existentes.

Por Centro Médico da Universidade de Rochester com informações de Science Daily.

Alzheimer, Parkinson e outros distúrbios neurológicos podem ser vistos como doenças do “cérebro sujo”, onde o cérebro luta para limpar resíduos nocivos. O envelhecimento é um fator de risco importante porque, à medida que envelhecemos, a capacidade do nosso cérebro de remover o acúmulo de tóxicos diminui. No entanto, uma nova pesquisa em camundongos demonstra que é possível reverter os efeitos relacionados à idade e restaurar o processo de limpeza de resíduos do cérebro.

“Esta pesquisa mostra que restaurar a função dos vasos linfáticos cervicais pode resgatar substancialmente a remoção mais lenta de resíduos do cérebro associada à idade”, disse Douglas Kelley, PhD, professor de Engenharia Mecânica na Hajim School of Engineering and Applied Sciences da University of Rochester. “Além disso, isso foi realizado com um medicamento já sendo usado clinicamente, oferecendo uma estratégia de tratamento potencial.” Kelley é um dos principais autores do estudo, que aparece no periódico Nature Aging, junto com Maiken Nedergaard, MD, DMSc, codiretor do Center for Translational Neuromedicine da Universidade.

Descrito pela primeira vez por Nedergaard e seus colegas em 2012, o sistema glinfático é o processo exclusivo de remoção de resíduos do cérebro que usa o fluido cerebrospinal (LCR) para lavar o excesso de proteínas geradas por neurônios famintos por energia e outras células no cérebro durante a atividade normal. Esta descoberta apontou o caminho para potenciais novas abordagens para tratar doenças comumente associadas ao acúmulo de resíduos de proteínas no cérebro, como Alzheimer (beta amiloide e tau) e Parkinson (alfa-sinucleína). Em cérebros saudáveis ​​e jovens, o sistema glinfático faz um bom trabalho de eliminar essas proteínas tóxicas, no entanto, à medida que envelhecemos, esse sistema desacelera, preparando o cenário para essas doenças.

Uma rede de pequenas bombas extrai resíduos do cérebro

Uma vez carregado com resíduos de proteína, o LCR no crânio precisa seguir seu caminho para o sistema linfático e, finalmente, para os rins, onde é processado junto com outros resíduos do corpo. A nova pesquisa combina técnicas avançadas de imagem e rastreamento de partículas para descrever pela primeira vez em detalhes a rota através dos vasos linfáticos cervicais no pescoço, através dos quais metade do LCR sujo sai do cérebro.

Além de medir o fluxo do LCR, os pesquisadores puderam observar e registrar a pulsação dos vasos linfáticos no pescoço que ajudam a extrair o LCR do cérebro. “Ao contrário do sistema cardiovascular que tem uma grande bomba, o coração, o fluido no sistema linfático é transportado por uma rede de pequenas bombas”, disse Kelley. Essas bombas microscópicas, chamadas linfangios, têm válvulas para evitar o refluxo e são amarradas juntas, uma após a outra, para formar os vasos linfáticos.

Os pesquisadores descobriram que, conforme os camundongos envelheciam, a frequência das contrações diminuía e as válvulas falhavam. Como resultado, a velocidade do LCR sujo fluindo para fora dos cérebros de camundongos mais velhos era 63 por cento mais lenta em comparação com animais mais jovens.

Medicamento conhecido reinicia fluxo de fluidos de limpeza cerebral

A equipe então partiu para ver se eles poderiam reviver os linfangios e identificou um medicamento chamado prostaglandina F2α, um composto semelhante a um hormônio comumente usado clinicamente para induzir o parto e conhecido por auxiliar na contração do músculo liso. Os linfangios são revestidos com células musculares lisas, e quando os pesquisadores aplicaram o medicamento aos vasos linfáticos cervicais em camundongos mais velhos, a frequência das contrações e o fluxo de LCR sujo do cérebro aumentaram, retornando a um nível de eficiência encontrado em camundongos mais jovens.

“Esses vasos estão convenientemente localizados perto da superfície da pele, sabemos que são importantes, e agora sabemos como acelerar a função”, disse Kelley. “Pode-se ver como essa abordagem, talvez combinada com outras intervenções, pode ser a base para futuras terapias para essas doenças.”

Contribuidores adicionais para o estudo incluem os primeiros autores Ting Du, Aditya Raghunandan e Humberto Mestre, e Virginia Plá, Guojun Liu, Antonio Ladrón-de-Guevara, Evan Newbold, Paul Tobin, Daniel Gahn-Martinez, Saurav Pattanayak, Qinwen Huang e Weiguo Peng da Universidade de Rochester. A pesquisa foi apoiada com financiamento do Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e Derrame, da Fundação Lundbeck, da Fundação Novo Nordisk, do Programa de Ciência da Fronteira Humana, da Fundação de Pesquisa Médica Miriam e Sheldon G. Adelson, da Fundação Simons, do Programa Conjunto da UE — Pesquisa de Doenças Neurodegenerativas, do Escritório de Pesquisa do Exército dos EUA, do Centro Nacional de Saúde Complementar e Integrativa e da Iniciativa BRAIN.

Fonte da história:
Materiais fornecidos pelo University of Rochester Medical Center. Original escrito por Mark Michaud. Nota: O conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e ao comprimento.

Referência do periódico :
Ting Du, Aditya Raghunandan, Humberto Mestre, Virginia Plá, Guojun Liu, Antonio Ladrón-de-Guevara, Evan Newbold, Paul Tobin, Daniel Gahn-Martinez, Saurav Pattanayak, Qinwen Huang, Weiguo Peng, Maiken Nedergaard, Douglas H. Kelley. Restoration of cervical lymphatic vessel function in aging rescues cerebrospinal fluid drainage. Nature Aging, 2024; DOI: 10.1038/s43587-024-00691-3