Conferência de Terapêutica da Doença de Huntington 2026 – Dia 2

Saudações do Dia 2 da Conferência de Terapêutica da DH da CHDI! O HDBuzz continua a fornecer resumos das palestras emocionantes de cientistas da DH vindos de todo o mundo e reunidos em Palm Springs. As sessões deste dia centraram-se na investigação que procura compreender o que está na origem da doença de Huntington (DH), utilizando novas ferramentas e tecnologias para explorar as alterações moleculares detalhadas que ocorrem ao longo do curso da DH. Estes oradores discutiram novas formas de analisar grandes quantidades de dados e metodologias que nos permitem mergulhar mais fundo na genética e na biologia.

Desvendar a biologia da DH

Nat Heintz – como a epigenética controla os interruptores genéticos de ligar/desligar e a expansão somática

O primeiro foi Nat Heintz, da Universidade Rockefeller, em Nova Iorque. A sua equipa de investigação tem-se focado em compreender os detalhes da expansão somática, o processo pelo qual o número de CAG no gene HTT aumenta nalguns tipos de células à medida que as pessoas com DH envelhecem.

A equipa do Nat estuda os cérebros de pessoas que faleceram com DH. Anteriormente, a sua equipa apresentou dados que mostram expansões somáticas especificamente em células que adoecem. O que é curioso, no entanto, é que também observam expansões noutras células que permanecem relativamente saudáveis.

Isto é intrigante, pois sugere que a expansão somática pode não ser a principal razão pela qual as células adoecem na DH. A biologia é complicada, por isso os nossos modelos simples de como as coisas funcionam nem sempre se confirmam quando analisamos dados de pessoas reais com DH.

Agora, a sua equipa está a estudar como a epigenética pode influenciar a expansão somática. A epigenética é um pouco como a sala de controlo do nosso material genético, ajudando a influenciar quais os genes que são ligados e desligados, em que células, em que momentos e sob diferentes condições ou stresses.

Uma observação que fizeram é que a máquina de reparação do ADN, MutS Beta(β), de que ouvimos falar na tarde do Dia 1, parece encontrar-se em níveis mais elevados em tipos de células que têm mais expansão somática, independentemente de as células morrerem ou não devido à DH.

A equipa do Nat está agora a investigar outros genes cujos interruptores de ligar-desligar mudam com diferentes níveis de expansão somática. Isto pode ajudar a identificar genes que impulsionam a expansão somática e pode explicar por que razão algumas células adoecem enquanto outras se saem melhor.

O controlo epigenético de quais os genes que são ligados ou desligados pode acontecer através de decorações químicas do próprio ADN. Estas decorações também podem ocorrer nas histonas, proteínas que funcionam como bobinas de costura, enrolando o nosso ADN no núcleo para o manter seguro e compacto. A equipa do Nat está a mapear estas modificações químicas em diferentes sistemas de DH.

Compreender como estes genes são ligados ou desligados pode dar-nos pistas sobre como controlá-los intencionalmente. A esperança é que possamos desligar os genes que causam a expansão somática prejudicial ou ligar os genes que a previnem.

Outro foco fundamental da equipa do Nat é compreender por que razão a proteína HTT expandida é tóxica nalgumas partes do cérebro, mas não tanto noutros tecidos ou órgãos. Uma pessoa portadora do gene da DH produzirá HTT expandida em todas as células do seu corpo ao longo de toda a vida, então por que razão isto afeta tanto o cérebro e, normalmente, apenas mais tarde na vida?

Acontece que alguns dos interruptores que ligam ou desligam os genes são eles próprios controlados de forma diferente em células que contêm o gene HTT expandido. A equipa pensa que isto é causado por diferentes decorações químicas no ADN que observaram.

Existem todos os tipos de análises informáticas porreiras que podem realmente mergulhar nestes conjuntos de dados super ricos para fornecer novos conhecimentos sobre estes impulsionadores da DH. O Nat destaca o trabalho do laboratório Cristea em Princeton, que mostra que a própria HTT se associa a proteínas que podem influenciar os processos que regulam os níveis dos genes.

Um impulsionador deste processo é a MED15, uma proteína codificada por um gene que anteriormente se demonstrou influenciar o momento do aparecimento dos sintomas da DH. Ao mesmo tempo, as alterações nas decorações químicas do ADN parecem estar a ter um grande efeito.

Como está a ver alterações nas modificações químicas do ADN em células específicas, especialmente nas mais vulneráveis, o Nat propõe estas ideias como um novo modelo para a forma como a DH pode ser impulsionada.

Estes conhecimentos moleculares detalhados sobre o que pode estar a impulsionar a DH nas pessoas só são possíveis graças às doações generosas e altruístas de cérebros de pessoas que faleceram. Estes são recursos inestimáveis para investigadores, como o Nat, para desvendarem exatamente como a DH pode estar a funcionar.

Steve McCarroll – um relógio de ADN a tiquetaquear

O próximo é Steve McCarroll, da Harvard Medical School. A equipa do Steve também está interessada em compreender a expansão somática no tecido cerebral humano com DH. Estão a tentar descobrir o “gatilho” que pode levar à cascata de eventos prejudiciais a jusante que, em última análise, causam a perda de neurónios.

O Steve explica como analisaram o comprimento do CAG em células individuais de cérebros de dadores e descobriram que as alterações nos genes que são ligados ou desligados se tornam extremas assim que os CAG se expandem para além de um certo comprimento.

O Steve propôs anteriormente um limiar de 150 CAG para quando as coisas parecem realmente falhar e deixar de funcionar bem nas células cerebrais com DH. Chamam a isto o modelo do “relógio de ADN a tiquetaquear”, que foi bastante controverso quando foi proposto pela primeira vez nesta reunião há 3 anos!

A proposta de ideias ou modelos controversos é, na verdade, uma parte importante do processo científico e temos sorte em ter pessoas super inteligentes com opiniões variadas a trabalhar na resolução dos desafios da investigação da DH. Os cientistas adoram a discussão e o desacordo – é assim que chegamos ao consenso!

Neste modelo, a equipa do Steve define diferentes fases da DH que, segundo eles, melhor explicam os dados e as observações que fizeram ao estudar cérebros com DH. Eles pensam que as expansões começam lentamente no início e aumentam rapidamente à medida que mais repetições CAG são adicionadas.

Estes modelos e cronogramas podem ajudar os cientistas a mapear teorias sobre a progressão da DH. Isto pode ajudar a informar futuras decisões clínicas sobre quais as intervenções que podem funcionar melhor em cada momento.

Embora o estriado (no centro do cérebro) seja a região mais afetada na DH, outra região chamada córtex (a parte externa enrugada) também é afetada. A equipa do Steve está a perguntar se a expansão somática tem os mesmos efeitos em diferentes áreas do cérebro.

A equipa do Steve mergulha a um nível granular, não fazendo apenas perguntas sobre a localização, mas também exatamente sobre quais os tipos de células que são afetados – eles recolheram TANTOS DADOS! Ele consegue ver que diferentes células parecem ter percursos muito diferentes através da DH e têm diferentes graus de expansão somática.

O seu modelo, construído com base em todos estes dados, sugere que os neurónios experimentam primeiro uma expansão muito lenta, seguida de uma aceleração, e depois as coisas começam a correr mal para estes neurónios. Depois de entrar nesta fase tóxica, a expansão somática pode então hiperacelerar.

Nesta fase, as células ficam super doentes porque os genes que deveriam estar ligados estão desligados, e os que deveriam estar desligados estão ligados. Isto faz com que as células percam a sua “identidade”, os genes que as tornam o seu tipo de célula único. Quando essas mudanças massivas ocorrem, as células não conseguem sobreviver.

No entanto, existem alguns problemas com este modelo. Um deles é que as pessoas com uma forma rara do gene HTT, onde o código de letras do ADN tem uma interrupção em falta na repetição, têm o início dos sintomas até 10 anos antes do que seria previsto.

Embora raras, pequenas alterações no código genético dentro do gene HTT podem ter impacto no facto de um indivíduo apresentar mais ou menos expansão somática.

A equipa do Steve perguntou-se se talvez a toxicidade pudesse ocorrer mais cedo em pessoas com este tipo de gene HTT. Ou talvez os interruptores genéticos sejam ligados ou desligados de forma diferente, ou talvez a expansão somática não siga o mesmo caminho. Mas não conseguiram encontrar muito que fizesse sentido nos dados.

A quantidade massiva de dados está a permitir-lhes dar seguimento a outras descobertas e questões, como a forma como a repetição CAG se associa a outros trechos de ADN dentro do gene HTT. Estes tipos de grandes conjuntos de dados de pessoas que tiveram DH são inestimáveis para gerar ideias que nos aproximam de terapêuticas.

Bogdan Bintu – microscopia potente para visualizar interruptores genéticos de ligar-desligar

A última palestra da manhã foi de Bogdan Bintu, da Universidade da Califórnia em San Diego. O Bogdan começou por dizer ao público o quanto adora construir microscópios!

Os seus microscópios permitem aos cientistas ver exatamente quais os genes que estão ligados em células específicas, observando fatias do cérebro. Isto chama-se transcriptómica espacial, um termo sofisticado para criar um mapa visual do transcriptoma (todo o conteúdo de genes que são transformados em mensagens de ARN).

Na maioria das vezes, os dados sobre o cérebro provêm de células que foram separadas e dissociadas das estruturas de tecido que formam. O Bogdan pode, em vez disso, preservar as estruturas cerebrais e ver exatamente onde tudo está a acontecer em diferentes camadas, enquanto recolhe conjuntos de dados muito mais ricos, com mais informação e detalhe.

Utilizando os microscópios personalizados que constrói, o Bogdan pode estudar como a proteína HTT forma aglomerados tóxicos no cérebro e sobrepor isso com detalhes sobre a expansão somática e quais os genes que estão ligados e desligados, tudo disposto num mapa detalhado.

A equipa do Bogdan pode utilizar esta informação para descobrir quais as células que se perdem no cérebro com DH em comparação com cérebros doados por pessoas sem DH. O Bogdan e a sua equipa podem utilizar a sua plataforma para mergulhar realmente em exatamente quais os tipos de células e camadas cerebrais que são mais afetados – muito porreiro!

Em seguida, procuraram tentar perceber por que razão algumas células são afetadas enquanto outras não são. Poderia isto ter a ver com os níveis do próprio gene HTT? Embora isso fizesse todo o sentido, a biologia raramente é assim tão simples. As células doentes não correspondiam nem aos níveis de huntingtina, nem à quantidade de aglomerados tóxicos da proteína HTT.

A equipa do Bogdan descobriu uma forma de aproximar o número de CAG do gene HTT em células individuais e mapear isto de volta à localização de cada célula no cérebro – uau! Isto permite-lhes fazer corresponder a expansão somática dentro de células individuais, acompanhando quais as células que se expandem e exatamente onde estão no cérebro.

Descobriram que as maiores expansões de CAG se encontram nas células cerebrais com DH mais doentes. Estas grandes expansões também correspondiam a mais aglomerados de proteína HTT nas células. Contrariamente a isto, no entanto, as células com as expansões mais extremas pareciam ter níveis reduzidos de aglomerados. Embora um pouco confuso, isto parece apontar para um papel fundamental das expansões de CAG na saúde das células cerebrais.

O Bogdan também está interessado em saber como a manipulação da maquinaria de reparação do ADN pode ajudar ou prejudicar as células cerebrais na DH. Existem muitas empresas que procuram visar a reparação do ADN, por isso descobrir antecipadamente como isto pode afetar o cérebro com uma abordagem de microscopia de grão fino seria muito útil.

Carlos Sune – regulação de genes com TCERG1

O laboratório de Carlos Sune está sediado no Centro Nacional de Investigação de Espanha. Ele está a estudar modificadores genéticos da DH – alterações de letras genéticas no genoma que podem influenciar quando os sinais e sintomas da DH começam.

Um destes modificadores chama-se TCERG1. Esta proteína é composta por muitos módulos diferentes que lhe permitem desempenhar a sua função na célula – ajudar a ligar e desligar os genes certos e processar moléculas de mensagens genéticas.

O campo da DH conhece a TCERG1 e o seu papel na DH há muito tempo, com estudos publicados há 25 anos a mostrar uma ligação. Mais recentemente, os dados de estudos de associação de genoma total (GWAS) solidificaram esta ligação. Os estudos GWAS analisam informações genéticas de milhares de pessoas com DH.

Curiosamente, o próprio gene TCERG1 tem um trecho de repetição, e repetições mais longas estão associadas a um início mais precoce dos sintomas na DH. Uma coincidência interessante ou um fator determinante por trás da ligação entre a HTT e a TCERG1? O Carlos está ansioso por descobrir!

A TCERG1 pode ser mapeada no núcleo, onde todo o material genético da célula está organizado. De facto, pode ser encontrada numa das estruturas de “estado líquido” (também conhecidas como de fase separada) de que falámos ontem.

Nesta mistura líquida, a TCERG1 trabalha com outras máquinas moleculares na célula para fazer com que genes específicos sejam ligados e processados corretamente. O Carlos está a estudar como estas diferentes tarefas são desempenhadas na célula e coordenadas pela TCERG1.

A TCERG1 é particularmente importante para regular genes com papéis fundamentais nos neurónios, ajudando a organizar a sua forma e as estruturas que lhes permitem formar ligações com outros neurónios.

O Carlos também está a mapear exatamente em que tipo de estruturas líquidas a TCERG1 se encontra. Isto é importante porque diferentes compartimentos líquidos desempenham diferentes funções na célula. Estão também a mapear com que amigos moleculares a TCERG1 se associa e a visualizar as estruturas onde se congregam.

Focar em reguladores genéticos como a TCERG1 é uma forma de compreender melhor as alterações generalizadas relacionadas com a DH nas células, abrindo potencialmente novos caminhos terapêuticos para reparar ou reverter estados de doença prejudiciais.

Gene Yeo – mensagens genéticas no envelhecimento e na doença

A seguir, ouviremos Gene Yeo (com o nome perfeito para esta carreira), da Universidade da Califórnia, San Diego. O Gene está a estudar como as moléculas de mensagens genéticas, chamadas ARN, são reguladas de forma diferente nos neurónios à medida que envelhecem.

Gene Yeo utiliza a geração de imagens por IA para ilustrar algumas mitocôndrias stressadas. (Ele também falou sobre a ligação entre o envelhecimento e as doenças cerebrais).

O Gene explica que o ARN nunca está “nu” na célula. Está sempre revestido por outras moléculas, como as proteínas de ligação ao ARN. Os genes que codificam as proteínas de ligação ao ARN constituem um quinto do genoma, por isso são provavelmente bastante importantes.

Em muitas doenças cerebrais, a interação entre o ARN e as suas proteínas de ligação fica desequilibrada. Alguns desequilíbrios aparecem muito cedo na vida ou ao nascimento, mas os sintomas nem sempre aparecem até muito mais tarde. O Gene quer saber porquê – ele estuda como o envelhecimento e a neurodegeneração interagem.

Determinar a “idade” das células cultivadas em laboratórios é uma questão complexa. Se as células cerebrais forem criadas a partir de células estaminais, permanecem “jovens”. Para preservar a idade das células cerebrais, os cientistas podem produzir neurónios diretamente a partir de amostras de células da pele.

Este é um processo chamado “diferenciação direta” – as células da pele são transformadas diretamente em células cerebrais, em vez de as persuadir a tornarem-se primeiro células estaminais e depois transformá-las novamente em células cerebrais. Estas abordagens utilizam muitos truques que os cientistas desenvolveram para transformar células em diferentes tipos – muito porreiro!

O Gene quis perguntar quais são as diferenças no “revestimento” de ARN das células que são cultivadas e envelhecidas utilizando diferentes abordagens. Por exemplo, em neurónios jovens, uma proteína de ligação ao ARN chamada TDP-43 (vista na ELA) está localizada no núcleo com todo o material genético, enquanto em células velhas acaba noutra parte da célula.

O Gene descobre que os neurónios mais velhos parecem estar sob stress crónico. Formam estruturas líquidas chamadas grânulos de stress e contêm proteínas de ligação ao ARN mais pegajosas. É também mais difícil para as células mais velhas produzirem proteínas a partir de moléculas de mensagens de ARN.

Outra observação em neurónios mais velhos, bem como no cérebro humano em envelhecimento, é que o ARN tende a dobrar-se sobre si próprio com mais frequência para formar estruturas de “cadeia dupla”, o que é mais típico do ADN, onde 2 cadeias se unem e formam uma estrutura helicoidal. O ARN encontra-se normalmente apenas numa cadeia isolada.

O ARN de cadeia dupla parece sair das mitocôndrias, as baterias produtoras de energia da célula, e depois liga-se a proteínas em grânulos de stress. A localização anormal destas moléculas não é um bom sinal.

O laboratório do Gene utiliza ferramentas porreiras que lhes permitem compreender que proteínas se ligam à mensagem de ARN da HTT, em locais muito específicos dentro da célula. Ele pensa que o ARN da huntingtina expandida está a atuar para reorganizar o seu ambiente – atraindo proteínas extra e criando uma confusão!

Jan Fassler – levedura, polyQ e Med15

A seguir foi Jan Fassler, da Universidade de Iowa. Ela estuda a levedura para compreender um complexo chamado Mediador. Esta máquina molecular ajuda a controlar quais os genes que são ligados e desligados. Um componente fundamental é a Med15, que tem um trato polyQ (resultante das repetições CAG) tal como a HTT. Ao contrário da HTT, não se sabe que efeito tem o comprimento do polyQ da Med15. Intrigante!!

Como discutimos anteriormente, a Med15 foi identificada num GWAS que ajudou a identificar modificadores genéticos de quando os sintomas da DH podem começar. A Jan está interessada em saber se o complexo Mediador que contém Med15 pode ser importante na biologia da DH.

Uma ideia que a Jan tem é que a HTT expandida pode interagir com a Med15 e retirá-la do núcleo, causando estragos na sua capacidade de ligar e desligar genes. Outra teoria é que a HTT expandida pode perturbar a localização da Med15 e enviá-la para diferentes compartimentos líquidos da célula.

Utilizando a levedura como sistema modelo, a Jan está a perguntar como os diferentes comprimentos de polyQ da proteína Med15 e as suas interações com o complexo Mediador podem afetar os níveis de outros genes ativos.

As proteínas Med15 humana e da levedura diferem, mas a levedura é um bom modelo para estudar fatores de transcrição – as proteínas que controlam a ligação e o desligamento de genes – porque têm menos do que os mamíferos.

Na levedura, a Med15 controla pelo menos 15 % de todos os genes. A eliminação da Med15 na levedura faz com que esta cresça muito mal sob muitas condições diferentes.

A Jan mostrou-nos todos os diferentes módulos tipo Lego que compõem a proteína Med15 na levedura e nos seres humanos. Uma semelhança é que ambas contêm uma longa secção polyQ (tal como a HTT) e tendem a ter formas bastante flexíveis e não estruturadas.

O seu laboratório também está interessado em compreender como diferentes tipos de levedura (do vinho, pão, sake, cerveja, etc.) diferem no polyQ da sua Med15 e o que isso pode significar. Parece que um polyQ mais longo na Med15 aumenta a resposta ao stress da levedura, mas cortar a Med15 é ainda mais stressante.

Analisaram também o comprimento do polyQ em vários outros fatores de transcrição e como cada um afeta as alterações que ocorrem quando a levedura está sob stress. Parece que as variações nos comprimentos de polyQ são a forma da natureza de ajustar a vida em diferentes ambientes.

Curiosamente, diferentes estirpes de levedura domesticadas – as que os seres humanos têm vindo a selecionar há milhares de anos para fazer álcool e pão – têm comprimentos de polyQ distintos. Uma observação divertida!

As condições de vinificação são stressantes para a levedura – elas não gostam de estar rodeadas de álcool e outros químicos neste processo. O laboratório utiliza este sistema para estudar como a MED15 afeta o processo de fermentação.

Fizeram uma variedade de experiências inteligentes para mostrar que certas formas de MED15 de levedura com comprimentos específicos de polyQ são necessárias para uma fermentação eficiente, e que a alteração do comprimento do polyQ pode melhorar a fermentação noutras estirpes.

Podem fazer análises de ARN para mostrar quais as vias afetadas pelo comprimento do polyQ da Med15, e ensaios em tubos para compreender como a Med15 interage com outros fatores de transcrição e como se separa nas fases líquidas dentro da célula.

Embora este trabalho possa parecer muito indiretamente relacionado com a DH, a Med15 pode ter um papel como modificador genético da idade de início da DH, e o seu trato Q afeta os níveis de genes de reparação do ADN da levedura. É também uma demonstração interessante num sistema simples da importância biológica do comprimento do polyQ.

A tarde do Dia 2 foi dedicada a uma sessão de posters com mais de 100 cientistas a apresentar ainda mais trabalhos sobre a DH. Fica atento ao Dia 3!