Conexões Entre Proteínas Plasmáticas e Função Cognitiva
Estudo revela conexões entre proteínas plasmáticas e saúde do cérebro.
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Índice
- O Papel das Proteínas Plasmáticas
- Investigando Conexões em Grandes Grupos
- Visão Geral do Design do Estudo
- Características da Coorte
- Descobertas sobre Função Cognitiva e Proteínas Plasmáticas
- Estrutura do Cérebro e Desempenho Cognitivo
- Procurando Relações Causais
- Pontos Fortes do Estudo
- Limitações a Considerar
- Conclusão
- Fonte original
- Ligações de referência
Envelhecer traz muitas mudanças, e uma das maiores preocupações das pessoas é perder a clareza mental. Questões como demência e um declínio no funcionamento do Cérebro podem ser bem assustadoras. Essa preocupação faz com que os pesquisadores se aprofundem em como o cérebro funciona e o que pode afetá-lo. Habilidades cognitivas ruins podem aumentar as chances de desenvolver condições como a doença de Alzheimer e sofrer AVCs. Uma ideia sugere que, se alguém já tem habilidades mentais mais baixas antes de qualquer dano cerebral, pode enfrentar desafios ainda maiores quando o dano ocorrer.
Descobrir mais sobre essas conexões pode ajudar a criar formas de prevenir ou tratar questões relacionadas ao envelhecimento, como demência e AVCs.
Proteínas Plasmáticas
O Papel dasPesquisas recentes abriram novas maneiras de estudar habilidades cognitivas e a estrutura do cérebro observando proteínas plasmáticas. As proteínas plasmáticas podem oferecer pistas sobre como certos processos no corpo podem se relacionar com a função cerebral. Estudos mostraram ligações entre várias proteínas e habilidades cognitivas. Essas proteínas desempenham papéis em processos cruciais que têm conexões com a demência, como a comunicação entre as células do cérebro, a resposta do corpo à inflamação e a manutenção da barreira hematoencefálica.
Enquanto estudos anteriores se concentraram em um número limitado de proteínas e observações de suas relações, agora há uma chance de olhar para muitas proteínas de uma vez de uma maneira mais abrangente.
Investigando Conexões em Grandes Grupos
Este estudo foca em examinar como um grande número de proteínas plasmáticas se relaciona com a função cognitiva, analisando um grupo específico de participantes chamado de coorte Prospective Urban and Rural Epidemiology (PURE)-MIND. Ele também busca confirmar essas descobertas com outro grupo chamado Generation Scotland (GS). As proteínas estudadas vêm de várias funções no corpo, permitindo que os pesquisadores explorem problemas Cognitivos sem precisar provar teorias existentes primeiro.
Eles usaram testes simples para medir a velocidade de processamento e a habilidade cognitiva. O Digit Symbol Substitution Task (DSST) e o Montreal Cognitive Assessment (MoCA) foram utilizados para descobrir quais proteínas estavam ligadas a um melhor Desempenho cognitivo. Eles também verificaram quanto da relação entre os níveis de proteínas e as pontuações cognitivas poderia ser explicada pela estrutura do cérebro, que avaliaram por meio de exames de ressonância magnética (MRI).
Visão Geral do Design do Estudo
O estudo incluiu participantes de diferentes origens, especificamente de ancestrais europeus, latinos e persas, que tinham dados genéticos e de proteínas disponíveis. Os pesquisadores olharam principalmente para os participantes do grupo PURE-MIND, que participaram de um subestudo onde suas proteínas plasmáticas e dados de MRI foram registrados. No total, 1160 proteínas foram analisadas em relação ao desempenho cognitivo e características estruturais do cérebro.
Usando os dados do PURE, os pesquisadores procuraram conexões entre a função cognitiva e uma ampla gama de proteínas. Eles então verificaram essas conexões no grupo GS que tinha dados de imagem separados.
Características da Coorte
Informações demográficas mostraram que os participantes do grupo PURE-MIND eram mais jovens em média em comparação com os do grupo GS. Diferenças nas pontuações cognitivas e níveis educacionais também surgiram entre os dois grupos. Notavelmente, eles encontraram diferenças significativas em várias medições de volume cerebral. Participantes do PURE-MIND tinham volumes menores em áreas-chave do cérebro do que os do GS.
Descobertas sobre Função Cognitiva e Proteínas Plasmáticas
Ao analisar dados do grupo PURE-MIND, os pesquisadores encontraram cinco proteínas que estavam relacionadas ao desempenho no DSST. Níveis mais altos de neurocan, brevican, anidrase carbônica 14 e glicoproteína de mielina-oligodendrócito estavam ligados a melhores pontuações, enquanto níveis mais baixos de proteína 1 contendo domínio CUB estavam associados a um desempenho pior.
Quando olharam para as mesmas proteínas no grupo GS, descobriram que duas das proteínas replicaram sua conexão positiva com o desempenho no DSST. Isso sugere que essas proteínas podem realmente impactar os processos cognitivos. Nenhuma associação foi encontrada entre essas proteínas e as pontuações no MoCA, possivelmente devido à natureza do teste, que pode não ser sensível o suficiente para detectar diferenças sutis na função cognitiva em grupos mais saudáveis.
Estrutura do Cérebro e Desempenho Cognitivo
Em seguida, os pesquisadores queriam ver se diferenças na estrutura do cérebro poderiam ajudar a explicar as relações entre os níveis de proteínas e o desempenho cognitivo. Melhores pontuações no DSST estavam associadas a volumes cerebrais maiores em várias regiões. Essa relação foi consistente nos grupos PURE-MIND e GS.
Ao avaliar proteínas específicas, um padrão surgiu. Níveis mais altos de neurocan, brevican e outros correlacionaram positivamente com volumes cerebrais chave, enquanto níveis mais baixos de certas proteínas estavam ligados a problemas cerebrais indicados por volumes menores ou marcadores de dano aumentados.
O volume da substância branca cerebral foi um ponto de conexão significativo, explicando uma parte importante da relação entre os níveis de proteínas e o desempenho cognitivo. Enquanto isso, outros fatores, como a hiperintensidade da substância branca, também desempenharam um papel em conectar os níveis de proteínas às habilidades cognitivas.
Procurando Relações Causais
Para examinar se certas proteínas poderiam causar mudanças na função cognitiva ou na estrutura cerebral, os pesquisadores usaram um método chamado randomização mendeliana (MR). Essa abordagem pode revelar potenciais relações causais ao avaliar preditores genéticos dos níveis de proteínas e observar como eles se correlacionam com pontuações cognitivas e condições cerebrais.
Algumas descobertas chave das análises de MR mostraram que níveis mais altos de variações genéticas na anidrase carbônica 14 estavam associados não apenas a um melhor funcionamento cerebral, mas também a um maior risco de AVC. Padrões semelhantes surgiram para o CDCP1, ligando-o a um aumento do risco de um tipo específico de condição nos vasos sanguíneos do cérebro.
No entanto, os pesquisadores não puderam investigar todas as proteínas devido à falta de dados genéticos adequados.
Pontos Fortes do Estudo
Este estudo tem vários pontos fortes. Ele analisou uma ampla gama de proteínas com diferentes funções biológicas. Realizar pesquisas em dois grupos grandes e diversos permitiu a replicação e verificação das descobertas, ajudando a garantir que sejam confiáveis. O acesso a dados genéticos e estruturais do cérebro proporcionou uma análise mais aprofundada de como as proteínas podem influenciar o desempenho cognitivo e a saúde do cérebro.
Limitações a Considerar
No entanto, há algumas limitações no estudo. Primeiro, embora tenham medido um grande número de proteínas, isso representa apenas uma pequena parte do conjunto completo de proteínas presentes no corpo. Além disso, nem todas as proteínas que mostraram associações significativas puderam ser replicadas no segundo grupo devido a diferenças nas metodologias.
Os pesquisadores também tiveram que ter cuidado com sua inferência causal. Eles puderam analisar apenas algumas proteínas com fortes ligações genéticas, limitando sua capacidade de generalizar as descobertas para todas as proteínas examinadas.
Outra limitação é que o estudo se concentrou nos níveis de proteínas plasmáticas em vez de medir diretamente no cérebro. Embora as proteínas plasmáticas tenham mostrado conexões fortes com funções relacionadas ao cérebro, descobertas em nível tecidual poderiam fornecer insights diferentes.
Conclusão
Essa análise extensa das proteínas plasmáticas e suas relações com a função cognitiva e a saúde do cérebro lançou luz sobre proteínas que podem ajudar a prever o declínio cognitivo e riscos neurológicos. Identificar proteínas como a anidrase carbônica 14 e o CDCP1 enfatiza sua importância na função cerebral e potencial como alvos para novas terapias.
Mais pesquisas são necessárias para confirmar essas descobertas e explorar como essas proteínas podem ser usadas em configurações práticas. A possibilidade de readequar medicamentos existentes direcionados a essas proteínas abre novas possibilidades para prevenir o declínio cognitivo e condições neurológicas relacionadas.
Direções Futuras
Os pesquisadores são incentivados a explorar mais esses biomarcadores de proteínas para estabelecer sua utilidade em ambientes clínicos. Investigar como essas proteínas funcionam pode fornecer insights cruciais para desenvolver novas terapias para problemas cognitivos e AVCs. Compreender as complexas relações entre função cognitiva, proteínas plasmáticas e estrutura cerebral pode levar a melhores estratégias para populações envelhecidas que enfrentam declínio cognitivo e desafios de saúde mental.
Resumindo, as conexões entre proteínas plasmáticas, desempenho cognitivo e saúde cerebral são profundas. Este estudo fornece uma base para trabalhos futuros que podem impactar muito como abordamos o envelhecimento, a saúde cognitiva e estratégias de tratamento.
Título: The circulating proteome and brain health: Mendelian randomisation and cross-sectional analyses
Resumo: Decline in cognitive function is the most feared aspect of ageing. Poorer midlife cognitive function is associated with increased dementia and stroke risk. The mechanisms underlying variation in cognitive function are uncertain. Here, we assessed associations between 1160 proteins plasma levels and two measures of cognitive function, the digit symbol substitution test (DSST) and the Montreal Cognitive Assessment in 1198 PURE-MIND participants. We identified five DSST performance-associated proteins (NCAN, BCAN, CA14, MOG, CDCP1), with NCAN and CDCP1 showing replicated association in an independent cohort, GS (N=1053). MRI-assessed structural brain phenotypes partially mediated (8-19%) associations between NCAN, BCAN, and MOG, and DSST performance. Mendelian randomisation analyses suggested higher CA14 levels might cause larger hippocampal volume and increased stroke risk, whilst higher CDCP1 levels might increase intracranial aneurysm risk. Our findings highlight candidates for further study and the potential for drug repurposing to reduce risk of stroke and cognitive decline. AcronymsAverage causal mediation effect (ACME); brevican (BCAN); carbonic anhydrase 14 (CA14); cluster of differentiation 6 (CD6); CUB-domain containing protein 1 (CDCP1); confidence interval (CI); cerebral microbleed (CMB); cerebrospinal fluid (CSF); digit symbol substitution test (DSST); extracellular matrix (ECM); false discovery rate (FDR); Generation Scotland imaging subsample (GS); Generation Scotland: Scottish Family Health Study (GS:SFHS); instrumental variable (IV); inverse variance weighted (IVW); myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG); Montreal Cognitive Assessment (MoCA); Mendelian randomisation (MR); magnetic resonance imaging (MRI); neurocan (NCAN); perineuronal net (PNN); odds ratio (OR); posterior probability (PP); protein quantitative trait loci (pQTL); pairwise conditional analysis and co-localisation analyses (PWCoCo); Prospective Urban and Rural Epidemiology (PURE); robust adjusted profile score (RAPS); silent brain infarct (SBI); standard deviation (SD); small vessel disease (SVD); white matter hyperintensity (WMH)
Autores: Guillaume Pare, R. M. Walker, M. Chong, N. Perrot, M. Pigeyre, D. A. Gadd, A. Stolicyn, L. Shi, A. Campbell, X. Shen, H. C. Whalley, A. Nevado Holgado, A. M. McIntosh, S. Heitmeier, S. Rangarajan, M. O'Donnell, E. E. Smith, S. Yusuf, W. N. Whiteley
Última atualização: 2024-04-16 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.07.27.23293236
Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.07.27.23293236.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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