Como a terapia da luz pode proteger o cérebro
Pesquisadores já haviam mostrado que um tipo de terapia com luz poderia reduzir potencialmente proteínas tóxicas que se acumulam no cérebro na doença de Alzheimer. Agora, a mesma equipe identificou o que acontece no nível da célula para alcançar esse resultado.
Em 2016, cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), em Cambridge, descobriram que brilhar nos olhos de ratos poderia reduzir o acúmulo tóxico de proteínas amilóides e tau que ocorrem no cérebro com a doença de Alzheimer.
A terapia da luz estimula 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 a combinação de terapia de luz com terapia de som ampliou ainda mais os efeitos benéficos.
Esses estudos também observaram que a terapia com 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 na revista Neuron, 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 imune chamada microglia.
“Parece”, diz o autor do estudo, Li-Huei Tsai, professor de neurociência e diretor do Instituto Picower de Aprendizagem e Memória do MIT, “que a neurodegeneração é amplamente evitada”.
A doença de Alzheimer é uma condição que destrói gradualmente o tecido cerebral e a função associada através 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 da doença 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 experimentar sintomas de demência. Tais sintomas incluem dificuldades em pensar e lembrar.
Duas mudanças em particular são o desenvolvimento de depósitos tóxicos, ou placas, da proteína beta-amilóide entre as células nervosas e a formação de emaranhados tóxicos da proteína tau dentro das células.
Tsai e seus colegas explicam que as pessoas com doença de Alzheimer também mostram outra alteração no cérebro: “poder reduzido 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 oscilando a uma taxa de 40 ciclos por segundo, ou hertz, estimulava oscilações gama no córtex visual do cérebro em ratos.
A adição de tons sonoros na mesma frequência aprimorou o efeito de redução de placa da terapia da luz e o estendeu para além do córtex visual até 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.
Com o novo estudo, os pesquisadores quiseram descobrir mais sobre os mecanismos subjacentes que levaram a esses benefícios.
Para fazer isso, eles usaram dois modelos de ratos com Alzheimer: Tau P301S e CK-p25. Tsai diz que ambos os tipos de camundongos experimentam uma perda muito maior de células nervosas do que o modelo usado nos estudos anteriores sobre terapia de luz.
Os camundongos Tau P301S produzem uma proteína tau mutante que forma emaranhados dentro das células, como aquelas que ocorrem dentro das células cerebrais de humanos com a doença de Alzheimer. Camundongos CK-p25 produzem uma proteína chamada p25 que causa “neurodegeneração grave”.
A equipe viu que a terapia com luz diária, iniciada antes do início antecipado da neurodegeneração, produzia efeitos notáveis em ambos os tipos de camundongos.
Os camundongos Tau P301S que receberam 3 semanas de tratamento não mostraram sinais de degeneração dos neurônios, em comparação com 15 a 20% da 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 que “trabalha com proteína p25 há 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 camundongos, eles também encontraram resultados surpreendentes: a terapia com luz melhorou o desempenho em camundongos mais velhos que não foram geneticamente programados para desenvolver a doença de Alzheimer, mas não teve efeito em camundongos jovens e similares.
Os pesquisadores também examinaram alterações genéticas nos camundongos tratados e não tratados. Eles descobriram que as células nervosas de camundongos não tratados tiveram 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 elas operavam de forma mais coerente.
Os cientistas também investigaram a atividade gênica na microglia, ou células imunológicas que ajudam a eliminar o desperdício de células e outros detritos no cérebro.
Essas investigações revelaram que os genes que promovem a inflamação eram mais ativos em camundongos que não receberam a terapia de luz. No entanto, os ratos tratados mostraram uma acentuada falta de atividade nesses genes. Eles também mostraram atividade aumentada em genes que afetam a capacidade da microglia de se movimentar.
Os autores do estudo explicam que esses achados sugerem que a terapia com luz reforçou a capacidade da microglia de lidar com a inflamação. Talvez os tenha tornado mais capazes de limpar os resíduos, incluindo proteínas defeituosas que podem se acumular para formar placas e emaranhados tóxicos.
O professor Tsai nos lembra que uma pergunta importante ainda não tem resposta: como a oscilação gama induz essas várias formas de proteção?
Talvez as oscilações detonem algo dentro das células nervosas. Tsai diz que gosta de pensar que as células nervosas são “os principais reguladores”.
“Muitas pessoas me perguntam se as micróglias são o tipo de célula mais importante nesse efeito benéfico, mas, para ser sincero, não sabemos realmente. ”
Li-Huei Tsai
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