Corrigir a Receita: Reduzir uma Fatia de Huntingtina

Um novo estudo mostra que a redução de um fragmento prejudicial da mensagem da huntingtina (Htt1a) é eficaz na redução dos sintomas relacionados com a DH em ratinhos, mais do que visar a HTT de comprimento total. Isto sugere que as estratégias focadas na redução da HTT1a podem ser preferíveis!

O que são transcritos de ARN?

O teu corpo funciona seguindo um fluxo simples de informação genética. Em 1957, Francis Crick descreveu isto como o processo fundamental da biologia: o ADN replica-se e serve de modelo para criar ARN, e o ARN é depois utilizado para fabricar proteínas. As mensagens de ARN — conhecidas como transcritos — são moléculas utilizadas como instruções para fabricar proteínas. Pensa no ADN como os ingredientes individuais escritos, no ARN como a receita e nas proteínas como a refeição concluída.

Os cientistas estão especialmente interessados no ARN quando se trata de tratar doenças com causas genéticas conhecidas. Em vez de tentarem ver-se livres de proteínas prejudiciais depois de estas já terem sido fabricadas, pode ser mais eficaz impedi-las de serem fabricadas logo à partida. Isto envolve visar as moléculas de ARN antes de estas serem sequer utilizadas para fabricar proteínas.

Esta ideia é particularmente importante para a doença de Huntington (DH), uma vez que os investigadores estão a explorar formas de visar o ARN que transporta as instruções para fabricar a huntingtina (HTT), com o objetivo de produzir menos proteína tóxica e, assim, melhorar os sintomas.

HTT1a: Um fragmento tóxico

A DH é causada por uma secção repetida e expandida das letras de ADN C-A-G no gene HTT. Este gene expandido produz uma versão anormal da proteína HTT, com um segmento extra longo que faz com que esta se dobre incorretamente. Em vez de desempenhar a sua função normal, a proteína mal dobrada torna-se pegajosa e começa a aglomerar-se, danificando os neurónios e acelerando os sintomas. Pensa nisto como se estivesses a seguir uma receita de tarte de lima onde uma instrução é acidentalmente repetida vezes sem conta: adicionar uma colher de chá de sal torna-a saborosa, mas vinte extra vão arruinar a tarte.

Mas a história não acaba aqui. A mutação genética não afeta apenas a proteína final — também pode interferir na forma como as instruções do gene (ARN mensageiro, ou ARNm) são fabricadas. Por vezes, as instruções são cortadas precocemente, o que produz uma versão mais curta da mensagem da HTT chamada HTT1a. Isto cria uma versão minúscula e potencialmente mais prejudicial da proteína huntingtina. Esta proteína HTT1a mais curta aglomera-se ainda mais facilmente e pode causar ainda mais toxicidade nas células cerebrais. Imagina que, além de adicionares sal repetidamente, a tua receita inclui limas inteiras (com casca e tudo) juntamente com o sumo de lima. Nesse ponto, a tarte inteira é comestível!

Tudo isto pode parecer uma receita para o desastre, mas também aponta para uma solução possível. Em vez de tentarem corrigir o produto final danificado, os investigadores vão diretos à fonte: o ARNm, a própria receita.

siRNA: A borracha da biologia

O siRNA, ou ARN de pequena interferência, é uma ferramenta que os cientistas utilizam para reduzir a quantidade de ARNm numa célula. Ao visar e decompor ARNm específico, o siRNA impede eficazmente a produção de certas proteínas. Se o ARNm é a receita de um prato, o siRNA funciona como um lápis que apaga algumas palavras de ingredientes para que tenhas de as saltar. Sem todas as colheres de sopa extra de sal e as limas inteiras, a tua tarte sairá como planeado (esperemos que deliciosa).

Ainda não está claro se visar a HTT de comprimento total, a HTT1a, ou ambas, melhoraria os resultados da DH. Existem atualmente várias terapêuticas em desenvolvimento que utilizam estes diferentes métodos: AMT-130 (uniQure), ALN-HTT2 (Alnylam) e V0659 (Vico) visam tanto a HTT de comprimento total como a HTT1a, enquanto o tominersen (Roche), o votoplam (Novartis) e o SKY-0515 (Skyhawk) visam provavelmente apenas a HTT de comprimento total. O tominersen é a única terapêutica de redução da HTT que foi avaliada num ensaio clínico avançado (Fase 3); não mostrou qualquer benefício, mas isto pode não ter nada a ver com a HTT1a.

O que foi investigado?

Um estudo publicado no mês passado explora se os siRNAs que visam os transcritos da HTT de comprimento total ou da HTT1a podem melhorar os sintomas em ratinhos com DH, e se visar um, o outro, ou ambos funciona melhor. Num estudo anterior dos mesmos investigadores, eles reduziram os níveis destas mensagens genéticas através da alteração genética dos ratinhos. No entanto, a utilização de um fármaco injetável tem um maior potencial de adaptação para uso no mundo real em humanos.

Os investigadores conceberam dois siRNAs — um que visa a HTT de comprimento total e outro que visa a HTT1a. Após confirmarem que estes siRNAs funcionam, injetaram-nos nos cérebros de ratinhos com DH. Na investigação da DH, são utilizados diferentes tipos de ratinhos com DH dependendo das características que apresentam. O que utilizaram neste estudo tem algumas características da DH que progridem ao longo do tempo, como o aparecimento de agregados de HTT, especialmente no núcleo das células cerebrais, e disfunção na forma como as redes de genes se ligam e desligam. Para avaliar a eficácia desta abordagem, os investigadores desenharam um estudo de intervenção e organizaram os ratinhos em três grupos principais:

• Grupo precoce: injetado nas fases iniciais da doença (2 meses de idade) e analisado à medida que os sinais e sintomas pioravam (6 meses)
• Grupo duplo: injetado nas fases inicial e intermédia da doença (2 e 6 meses) e analisado no pico dos sintomas (10 meses)
• Grupo tardio: injetado na fase intermédia da doença (6 meses) e analisado no pico dos sintomas (10 meses)

Estes grupos foram comparados para ver se o tratamento precoce, o tratamento tardio ou a dosagem repetida levavam a melhores resultados.

Destacar o hipocampo

Após injetarem cada coorte de ratinhos com os siRNAs concebidos para visar a Htt de comprimento total ou a Htt1a, esperaram vários meses e mediram a quantidade de proteína HTT e HTT1a em diferentes partes do cérebro. Em comparação com ratinhos não tratados, descobriram que ambos foram mais eficazes no hipocampo, a parte do cérebro responsável pela emoção e memória.

Este não é o local onde a patologia da DH é tipicamente estudada; a investigação foca-se habitualmente no estriado, que controla principalmente o funcionamento motor e executivo. Embora os investigadores tenham examinado o estriado, observaram apenas reduções modestas na HTT e nenhuma alteração nos níveis de HTT1a. Mas a DH afeta todo o cérebro, e os cientistas muitas vezes seguem os dados para onde estes os levam! Como as suas descobertas os levaram ao hipocampo, este tornou-se o foco para o resto do estudo.

Embora ambos os siRNAs tenham reduzido a proteína no hipocampo, visar a Htt1a teve um benefício adicional: atrasou o aglomerar da proteína HTT. Formaram-se menos agregados e, para os ratinhos no grupo de tratamento Duplo, os agregados no núcleo nem sequer apareceram. No geral, apenas o tratamento para a HTT1a pareceu reduzir tanto a quantidade como a gravidade das acumulações de proteínas tóxicas no hipocampo.

Ambos os tratamentos tiveram um efeito positivo na atividade genética relacionada com a DH nos ratinhos das coortes Precoce e Dupla, embora o siRNA para a Htt1a tenha tido um efeito mais pronunciado. No entanto, o grupo Tardio mostrou pouco benefício do tratamento e alguns sinais da doença podem até ter piorado. No geral, os resultados sugerem que esta abordagem funciona melhor quando administrada precocemente, e parece ser menos eficaz se iniciada mais tarde na progressão da doença.

Por que isso importa?

Este estudo mostra que a forma como as proteínas HTT de comprimento total e HTT1a estão envolvidas na formação de agregados de HTT é complexa e pode diferir dependendo do tipo de célula cerebral envolvida (hipocampo versus estriado). No entanto, a maioria dos benefícios observados nas experiências que realizaram provém da redução da HTT1a, o que deve ser uma consideração ao conceber terapêuticas para a DH. No geral, isto sugere que os tratamentos futuros podem funcionar melhor se reduzirem tanto a HTT como a HTT1a, ou se forem concebidos para visar especificamente a HTT1a em humanos.

Resumo

• Na DH, o ARN defeituoso pode produzir tanto a proteína huntingtina completa como uma versão mais curta e tóxica chamada HTT1a, que contribui para a toxicidade da HTT e para o início dos sintomas.
• Neste estudo, os investigadores desenvolveram tratamentos com siRNA que reduziram os níveis de HTT e HTT1a nos cérebros de ratinhos, diminuíram o aglomerar de proteínas tóxicas e melhoraram a atividade genética anormal da DH.
• Visar a HTT1a foi mais eficaz do que visar a HTT de comprimento total.
• No geral, os resultados sugerem que a redução da HTT1a é importante, e as terapias futuras podem funcionar melhor visando a HTT1a diretamente ou tanto a HTT como a HTT1a em conjunto.