Lesões na cabeça podem alterar centenas de genes e levar a doenças cerebrais graves

Lesões na cabeça podem danificar centenas de genes no cérebro de uma forma que aumenta o risco das pessoas para uma ampla gama de distúrbios neurológicos e psiquiátricos, cientistas da vida UCLA relatório.

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Os pesquisadores identificaram pela primeira vez os genes mestres que eles acreditam controlar centenas de outros genes que estão ligados à doença de Alzheimer, doença de Parkinson, transtorno de estresse pós-traumático, acidente vascular cerebral, transtorno de déficit de atenção e hiperatividade, autismo, depressão, esquizofrenia e outros distúrbios.

Saber o que os genes principais podem dar aos cientistas alvos para novos produtos farmacêuticos para tratar doenças cerebrais. Eventualmente, os cientistas podem até mesmo ser capazes de aprender a modificar os genes danificados para reduzir o risco de doenças, e a descoberta pode ajudar os pesquisadores a identificar compostos químicos e alimentos que combatem as doenças através da reparação desses genes.

“Acreditamos que esses genes mestres são responsáveis ​​pela lesão cerebral traumática, provocando alterações adversas em muitos outros genes”, disse Xia Yang, autor sênior do estudo e professor associado da UCLA de biologia e fisiologia integradora.

Genes têm o potencial de se tornar qualquer um dos vários tipos de proteínas, e lesão cerebral traumática pode danificar os genes mestre, que pode levar a danos de outros genes.

Esse processo pode acontecer de algumas maneiras, disse Yang, que é membro do UCLA Institute for Quantitative and Computational Biosciences. Um deles é que a lesão pode levar os genes a produzir proteínas de formas irregulares. Outro é alterar o número de cópias expressas de um gene em cada célula. Qualquer mudança pode impedir que um gene funcione corretamente. Se um gene se transforma na forma errada de proteína, pode levar à doença de Alzheimer, por exemplo.

“Muito pouco se sabe sobre como as pessoas com trauma cerebral – como os jogadores de futebol e os soldados – desenvolvem distúrbios neurológicos mais tarde na vida”, disse Fernando Gomez-Pinilla, UCLA professor de neurocirurgia e de integração biologia e fisiologia e co-senior Autor do novo estudo. “Esperamos aprender muito mais sobre como isso ocorre.”

A pesquisa aparece em EBioMedicine , uma revista publicada pela Cell e The Lancet .

Os pesquisadores treinaram 20 ratos para escapar de um labirinto. Em seguida, eles usaram um fluido para produzir uma lesão cerebral semelhante a uma concussão em 10 dos ratos; Os outros 10 não receberam lesões cerebrais. Quando os ratos foram colocados no labirinto novamente, aqueles que foram feridos levaram aproximadamente 25 por cento mais do que os ratos não feridos para resolvê-lo.

Para saber como os genes dos ratos tinham mudado em resposta à lesão cerebral, os pesquisadores analisaram genes de cinco animais em cada grupo. Especificamente, eles extraíram RNA do hipocampo, que é a parte do cérebro que ajuda a regular o aprendizado ea memória, e de leucócitos, glóbulos brancos que desempenham um papel fundamental no sistema imunológico.

Nos ratos que sofreram lesões cerebrais, havia um grupo central de 268 genes no hipocampo que os pesquisadores descobriram tinha sido alterado, e um grupo central de 1.215 genes nos leucócitos que eles descobriram ter sido alterado.

“Uma surpresa foi quantas mudanças importantes ocorreram aos genes nas células do sangue”, disse Yang. “As mudanças no cérebro foram menos surpreendentes, é uma região tão crítica, então faz sentido que quando está danificado, sinaliza ao corpo que está sob ataque”.

Quase duas dúzias de genes alterados estão presentes no hipocampo e no sangue, o que apresenta a possibilidade de que os cientistas possam desenvolver um exame de sangue baseado em genes para determinar se uma lesão cerebral ocorreu e que a medição de alguns desses genes poderia ajudar os médicos Prever se uma pessoa é susceptível de desenvolver Alzheimer ou outras doenças. A pesquisa também poderia levar a uma melhor maneira de diagnosticar lesão cerebral traumática leve.

Mais de 100 dos genes que mudaram após a lesão cerebral têm contrapartes em seres humanos que foram ligados a distúrbios neurológicos e psiquiátricos, relatam os pesquisadores. Por exemplo, 16 dos genes afetados nos ratos têm análogos em seres humanos, e esses genes estão ligados a uma predisposição para a doença de Alzheimer, o estudo relata. Os pesquisadores também descobriram que quatro dos genes afetados no hipocampo e um em leucócitos são semelhantes aos genes em seres humanos que estão ligados ao TEPT.

Yang disse que o estudo não só indicou quais genes são afetados por traumatismo crânio-encefálico e ligados a doença grave, mas também pode apontar para os genes que governam metabolismo, comunicação celular e inflamação – o que poderia torná-los os melhores alvos para novos tratamentos para o cérebro Transtornos.

Os pesquisadores agora estão estudando alguns dos genes mestre para determinar se modificá-los também provoca mudanças em grande número de outros genes. Se assim for, os genes mestre seria ainda mais promissor como alvos para novos tratamentos. Eles também planejam estudar o fenômeno em pessoas que sofreram lesão cerebral traumática.

Em um estudo de 2016, Yang, Gomez-Pinilla e colegas relataram que centenas de genes podem ser danificados pela frutose e que um ácido graxo ômega-3 chamado ácido docosahexaenóico, ou DHA, parece reverter as alterações nocivas produzidas pela frutose. Um dos genes que identificaram nesse estudo, Fmod, também estava entre os genes reguladores principais identificados na nova pesquisa.

Nem todos com lesões cerebrais traumáticas desenvolvem as mesmas doenças, mas ferimentos mais graves podem danificar mais genes, disse Gomez-Pinilla, que também é membro do Centro de Pesquisa de Lesões Cerebrais da UCLA.

História Fonte:

Materiais fornecidos pela Universidade da Califórnia – Los Angeles . Original escrito por Stuart Wolpert. Nota: O conteúdo pode ser editado para estilo e tamanho.