Ataxia de Friedreich: Entendendo Seu Impacto
Saiba mais sobre os efeitos e pesquisas sobre a Ataxia de Friedreich.
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Índice
Ataxia de Friedreich (FRDA) é uma condição genética que afeta vários sistemas do corpo. Ela causa problemas como perda de coordenação, problemas na coluna, perda de sensibilidade nos membros, maior chance de diabetes e problemas no músculo do coração. A galera com FRDA geralmente começa a notar dificuldades de movimento entre 11 e 15 anos e pode precisar de ajuda nas tarefas do dia a dia depois de uns 15 a 20 anos vivendo com a condição. Muitos acabam enfrentando insuficiência cardíaca, que é, geralmente, a causa da morte relacionada a essa condição.
O que causa a FRDA?
A FRDA é causada por mudanças em um gene específico chamado FXN. Esse gene ajuda a produzir uma proteína chamada Frataxina, que é super importante para várias funções celulares, especialmente nas Mitocôndrias, que são as partes da célula que produzem energia. Nas pessoas com FRDA, há uma repetição anormal de uma sequência específica (GAA) no gene FXN. Normalmente, essa sequência seria pequena, mas em quem é afetado, pode ser bem longa, chegando a mais de 1700 repetições. Essa anormalidade resulta em menos produção da proteína Frataxina, que é crucial para o funcionamento normal das células.
Como a FRDA afeta o corpo?
A perda de Frataxina impacta o corpo de várias maneiras. Uma área majoritariamente afetada é a capacidade do corpo de manter níveis adequados de ferro, o que pode levar a outros problemas de saúde. Como o coração e algumas partes do sistema nervoso precisam de muita energia, essas áreas são particularmente afetadas. Os pacientes costumam notar mudanças na sensação e na coordenação, especialmente nas pernas e pés. Eles podem perder a sensação de onde estão os membros, o que pode resultar em quedas.
Como a condição avança?
Nos estágios iniciais, as pessoas geralmente enfrentam problemas de equilíbrio e descoordenação. À medida que a condição piora, podem desenvolver curvaturas na coluna e outros problemas. As habilidades motoras enfraquecem ao longo do tempo, tornando tarefas que exigem movimentos finos, como escrever ou segurar objetos, bem desafiadoras. Quando chegam ao final da adolescência ou na casa dos vinte, podem precisar de assistência para atividades do dia a dia.
Pesquisas sobre FRDA
Estudos recentes têm investigado como a FRDA afeta certas células do cérebro chamadas Neurônios Corticospinais. Esses neurônios são essenciais para movimentos voluntários. Eles enviam sinais do cérebro para a medula espinhal, ajudando a controlar os músculos. Em pacientes com FRDA, mudanças nesses neurônios podem levar a uma queda nas habilidades motoras.
Pesquisas usando modelos de camundongos que imitam a FRDA mostraram que esses camundongos apresentam sinais precoces de problemas motores, semelhantes aos encontrados em pacientes humanos. Mesmo com apenas 2 meses, esses camundongos já têm dificuldades com movimentos básicos e coordenação.
Modelos animais de FRDA
Um modelo específico de camundongo usado para estudar a FRDA é chamado YG8JR. Esses camundongos foram geneticamente modificados para ter características semelhantes às de pacientes humanos. Experimentos mostram que eles começam a apresentar problemas motores cedo na vida, incluindo força e coordenação reduzidas.
Quando os pesquisadores realizam testes para medir quão longe esses camundongos conseguem correr ou quão eficazmente conseguem pegar objetos, os camundongos YG8JR consistentemente se saem pior do que os normais. Por exemplo, podem demorar mais para atravessar vãos estreitos ou ter dificuldade em pegar comida, mostrando que suas habilidades motoras finas estão afetadas.
Testes específicos realizados
Os pesquisadores realizam vários testes para avaliar as habilidades motoras desses camundongos. Um teste comum envolve colocar os camundongos em uma área aberta e medir o quão longe eles conseguem se mover em um tempo determinado. Outro teste verifica a força de preensão, que ajuda a determinar quão fracos se tornaram os músculos dos camundongos.
Em testes mais focados, como andar em vãos e alcançar grãos, os pesquisadores observam como os camundongos conseguem realizar tarefas que exigem movimentos precisos. Os resultados mostram que os camundongos com FRDA apresentam deficiências significativas nesses testes em comparação com os saudáveis.
Entendendo a conectividade dos neurônios
Uma parte chave para entender a FRDA envolve verificar como o cérebro se comunica com os músculos através das trilhas neuronais. O trato corticospinal (CST) é a principal via que carrega os sinais do cérebro que controlam os movimentos musculares. Na FRDA, essa via pode ser interrompida, levando a uma redução no controle muscular.
Estudos usando modelos de camundongos mostraram que mesmo que o número de neurônios corticospinais permaneça normal, as conexões que eles fazem podem ser menos eficazes. Os pesquisadores medem os sinais elétricos nos músculos para ver como os sinais do cérebro estão chegando até eles. Eles descobriram que os camundongos com FRDA precisam de sinais mais fortes para obter as mesmas respostas musculares que os camundongos de controle, indicando que o CST não está funcionando corretamente.
Mudanças estruturais nos neurônios
Outras observações revelam mudanças estruturais nos neurônios afetados. Os pesquisadores notaram que, embora o número total de neurônios corticospinais fosse normal nos camundongos com FRDA, havia sinais de encolhimento e a presença de vacúolos - áreas vazias dentro das células que podem indicar danos.
Ao examinar a medula espinhal, os pesquisadores notaram uma diminuição na espessura de certas trilhas neuronais e mudanças na forma como as conexões foram formadas. A substância branca, que contém as fibras nervosas, estava menos densa nos camundongos com FRDA, sugerindo algum tipo de degeneração. Apesar dessas observações, o número de neurônios motores espinhais parecia normal.
Mudanças mitocondriais
As mitocôndrias, as partes das células responsáveis pela produção de energia, também foram estudadas no contexto da FRDA. As mitocôndrias nos neurônios corticospinais dos camundongos com FRDA mostraram algumas anormalidades, como serem mais numerosas, mas também menos eficazes. Havia também sinais de vaculação nessas células, indicando possíveis danos ou estresse.
Esses achados podem ajudar a explicar os déficits de energia observados na FRDA, já que uma função mitocondrial eficaz é crítica para a manutenção de neurônios saudáveis e do funcionamento celular geral.
O aspecto gastrointestinal
Curiosamente, muitas pessoas com FRDA também enfrentam problemas gastrointestinais, o que pode levar a complicações como constipação e, em alguns casos, prolapso retal. Isso também foi observado nos modelos de camundongos com FRDA, onde um número significativo de camundongos machos apresentou esses problemas à medida que envelheciam.
Embora esses problemas gastrointestinais não sejam frequentemente destacados, eles podem fornecer uma camada extra de entendimento sobre como a FRDA impacta a saúde geral dos afetados.
Conclusão
A Ataxia de Friedreich é um distúrbio complexo com uma gama de sintomas que afetam o sistema nervoso e outras funções corporais. Pesquisas usando modelos de camundongos como YG8JR continuam a iluminar as várias maneiras pelas quais essa doença impacta as habilidades motoras, a função neuronal e a saúde geral.
À medida que os cientistas se aprofundam na compreensão dos mecanismos por trás da FRDA, a esperança é desenvolver melhores estratégias de tratamento. Isso pode não apenas melhorar a qualidade de vida daqueles já afetados, mas também abrir caminho para medidas preventivas para futuras gerações. A pesquisa em andamento é promissora e tem o potencial de trazer avanços impactantes no combate a esse distúrbio desafiador.
Título: Anatomical and functional analysis of the corticospinal tract in an FRDA mouse model
Resumo: Friedreichs ataxia (FRDA) is one of the most common hereditary ataxias. It is caused by a GAA repeat in the first intron of the FXN gene, which encodes an essential mitochondrial protein. Patients suffer from progressive motor dysfunction due to the degeneration of mechanoreceptive and proprioceptive neurons in dorsal root ganglia (DRG) and cerebellar dentate nucleus neurons, especially at early disease stages. Postmortem analyses of FRDA patients also indicate pathological changes in motor cortex including in the projection neurons that give rise to the cortical spinal tract (CST). Yet, it remains poorly understood how early in the disease cortical spinal neurons (CSNs) show these alterations, or whether CSN/CST pathology resembles the abnormalities observed in other tissues affected by FXN loss. To address these questions, we examined CSN driven motor behaviors and pathology in the YG8JR FRDA mouse model. We find that FRDA mice show impaired motor skills, exhibit significant reductions in CSN functional output, and, among other pathological changes, show abnormal mitochondrial distributions in CSN neurons and CST axonal tracts. Moreover, some of these alterations were observed as early as two months of age, suggesting that CSN/CST pathology may be an earlier event in FRDA disease than previously appreciated. These studies warrant a detailed mechanistic understanding of how FXN loss impacts CSN health and functionality.
Autores: Yutaka Yoshida, M. Nishiyama, J. Kalambogias, F. Imai, E. Yang, S. Lang, J. C. de Nooij
Última atualização: 2024-07-02 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.28.601178
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.28.601178.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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