Uma pesquisa conduzida na Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de São Paulo (FCMSCSP), com apoio da FAPESP, pode tornar possível o diagnóstico precoce da doença de Alzheimer. Atualmente, ainda não há marcadores biológicos ou exames de imagem disponíveis na rotina clínica para detectar o avanço do processo degenerativo cerebral. O diagnóstico é feito apenas quando já há sinais de declínio cognitivo – basicamente por exclusão de outras condições que causam perda de memória e demência. “Estima-se que quando os pacientes começam a manifestar sintomas de comprometimento cognitivo cerca de 50% dos neurônios já morreram. E, a essa altura, não há muito mais o que fazer. Porém, se conseguirmos detectar o processo degenerativo ainda no início, as chances de estabilizar sua progressão com as drogas hoje disponíveis são muito maiores”, disse à Agência FAPESP Luciana Malavolta Quaglio, professora do Departamento de Ciências Fisiológicas da FCMSCSP.
Alguns resultados do trabalho coordenado por Malavolta foram apresentados dia 30 de agosto, em Foz do Iguaçu, durante a 31ª Reunião Anual da Federação de Sociedades de Biologia Experimental (FeSBE).
Em seu laboratório, a pesquisadora sintetizou pequenos fragmentos peptídicos capazes de serem atraídos por um peptídeo maior, conhecido como beta-amiloide, que desempenha papel crucial no desenvolvimento da doença de Alzheimer.
Por motivos ainda não totalmente compreendidos pela ciência, as moléculas beta-amiloide naturalmente presentes no organismo começam a se agregar umas às outras, formando as chamadas placas beta-amiloidais. Esses agregados se acumulam no cérebro e causam uma série de alterações que, em conjunto com outros fatores, resultam na morte de neurônios.
O objetivo da pesquisa de Malavolta é desenvolver biomarcadores capazes de sinalizar em exames clínicos a presença das placas beta-amiloidais no cérebro.
“Estamos testando quatro diferentes fragmentos peptídicos – todos com poucos aminoácidos. Enquanto o peptídeo beta-amiloide tem cerca de 42 resíduos de aminoácidos, os nossos têm entre quatro e seis, pois, se forem grandes, não conseguem atravessar a barreira hematoencefálica (um conjunto de células extremamente unidas que protegem o sistema nervoso central de substâncias potencialmente tóxicas presentes no sangue) e chegar ao cérebro”, explicou Malavolta.
O desenho das moléculas foi concluído em 2011. Desde então, em colaboração com cientistas do Instituto Israelita de Ensino e Pesquisa Albert Einstein, Malavolta vem aperfeiçoando métodos de radiomarcação, ou seja, de ligar os fragmentos peptídicos a isótopos radioativos – o que possibilita acompanhar a distribuição do composto pelo organismo e realizar exames de imagem.
A estratégia é semelhante à dos exames de cintilografia usados para avaliar, por exemplo, a função renal ou cardíaca. Um composto radiomarcado com afinidade pelo tecido de interesse é injetado no organismo. Quando os elementos chegam ao órgão-alvo, as radiações emitidas são identificadas por um equipamento conhecido como câmara de cintilação e transformadas em imagens, que podem ser interpretadas pelos especialistas.
A radiomarcação tem sido feita com o radioisótopo tecnécio, elemento que emite radiação gama. Segundo Malavolta, esse isótopo tem sido bastante usado em exames de medicina nuclear para diagnóstico, pois tem meia-vida de seis horas – tempo suficiente para a realização do exame e para o paciente ter alta hospitalar no mesmo dia.
“Em média, as técnicas de radiomarcação de forma direta com tecnécio (na qual o radioisótopo é ligado diretamente na molécula) descritas na literatura científica alcançam um rendimento entre 60% e 65% [porcentagem de fragmentos que de fato permanecem ligados ao radioisótopo]. Nós conseguimos valores acima de 90%, o que é considerado bastante satisfatório no campo da medicina nuclear."
Ensaios pré-clínicos
Diversos testes in vitro e in vivo foram feitos para avaliar a estabilidade dos peptídeos radiomarcados e sua biodistribuição no organismo.
Em um dos experimentos, foi comparado um grupo de camundongos sadios e outro geneticamente modificado para desenvolver um quadro semelhante ao Alzheimer. Nesse modelo, para induzir a formação das placas beta-amiloidais no cérebro dos animais, é inserido no genoma do roedor uma mutação dupla na proteína APP (proteína precursora amiloidal), que dá origem ao peptídeo beta-amiloide.
Os fragmentos radiomarcados foram injetados nos dois grupos de animais e, após diferentes tempos, os pesquisadores faziam a contagem de radiação em cada um dos órgãos, com auxílio de um contador de radiação gama.
“Dependendo do fragmento, observamos que entre 3% e 5% das moléculas radiomarcadas conseguiram de fato chegar até o cérebro dos animais geneticamente modificados, o que é considerado um índice satisfatório. Atualmente, há radiofármacos usados em outros tipos de diagnósticos nos quais a porcentagem de especificidade fica em torno de 1%”, contou Malavolta.
Nos animais controle (sadios), segundo a pesquisadora, as atividades radioativas referentes aos peptídeos radiomarcados ficaram ao redor de 0.5% no cérebro.
Nos testes in vitro, o índice de interação dos fragmentos radiomarcados com as células cerebrais dos camundongos com Alzheimer foi de 50%. Já com as células dos camundongos sadios o índice ficou entre 10% e 12%.
Ao avaliar a interação dos fragmentos radioativos com as proteínas presentes no sangue dos roedores, o índice ficou em torno de 35% nos dois grupos.
“Nesse caso, quanto mais baixo for o índice, melhor, pois uma maior quantidade do composto fica livre para chegar ao alvo desejado. O resultado do experimento mostra que 65% dos nossos fragmentos peptídicos estão livres para percorrer todo o organismo. Alguns dos fármacos disponíveis atualmente apresentam 95% de interação com as proteínas plasmáticas, ou seja, apenas 5% das moléculas ficam livres e mesmo assim ainda conseguem ter alguma eficiência. Imagina quando se tem 65% do composto livre", comparou Malavolta.
Uma das estratégias que a pesquisadora pretende testar para aumentar a porcentagem de fragmentos radiomarcados que chegam ao cérebro é o encapsulamento em nanopartículas. Alguns testes iniciais já foram feitos.
Resultados preliminares da pesquisa apresentada na FeSBE também já foram publicados nos periódicos: Neurological Sciences, Neuropeptides, Journal of Peptide Science, Protein & Peptide Letters e Revista Brasileira de Psiquiatria, entre outros.
Agência FAPESP
