Novas Descobertas sobre a Doença FINCA a Partir de Estudos com Modelos de Camundongo

Fibrose, Neurodegeneração e angiomatoses cerebrais (FINCA) é uma doença rara que aparece em bebês. Ela é causada por mudanças em um gene específico chamado NHLRC2. Crianças com FINCA costumam ter atrasos no desenvolvimento, dificuldades de aprendizado, degeneração cerebral contínua, problemas com tecido corporal, maior chance de infecções e anemia crônica. Desde que a doença foi estudada pela primeira vez, 33 pacientes de diferentes origens foram identificados com várias combinações de variantes nocivas no gene NHLRC2. Todos esses pacientes mostram atrasos no desenvolvimento, e a progressão da doença pode variar, com alguns enfrentando problemas relacionados aos pulmões. Em alguns casos, as infecções vistas mais cedo na vida se tornam menos comuns à medida que as crianças crescem, mas problemas severos de desenvolvimento permanecem. Atualmente, há um conhecimento limitado sobre como essa doença funciona em um nível biológico, e o tratamento foca em gerenciar os sintomas em vez de abordar a causa raiz.

#Papel do NHLRC2

Pesquisas sugerem que o gene NHLRC2 desempenha um papel em como as células transportam pacotes pequenos e organizam sua estrutura. Estudos mostram que esse gene afeta como as células Imunes, particularmente os macrófagos, conseguem consumir partículas prejudiciais. A proteína NHLRC2 tem três partes principais: um domínio parecido com tioredoxina no início, um domínio em formato de hélice e uma extremidade que contém fios. Variantes que afetam qualquer uma dessas áreas foram encontradas. A variante mais comum associada à FINCA está localizada na área da tioredoxina. Embora os cientistas acreditem que essa proteína possa funcionar como uma enzima, eles ainda não compreendem totalmente o que ela faz em um nível molecular.

#Modelo de Camundongo da FINCA

Para estudar como a FINCA funciona, os pesquisadores criaram um modelo de camundongo. Este modelo tem uma cópia da variante do gene FINCA e a outra cópia está desativada. Essa configuração reflete o que foi encontrado nos primeiros pacientes finlandeses. Em estudos com esses camundongos, os pesquisadores notaram interrupções em como as células transportam pacotes e como certas proteínas se associam à estrutura celular. Eles também identificaram um aumento em uma proteína associada a processos de RNA nos cérebros desses camundongos. Embora uma redução significativa no NHLRC2 tenha sido encontrada em todos os tecidos, os camundongos não mostraram os sintomas graves normalmente vistos em pacientes com FINCA. Os pesquisadores acreditam que a falta de desafios imunológicos nesses camundongos pode protegê-los da progressão da doença que ocorre nos pacientes.

#Objetivos e Metodologia da Pesquisa

Este estudo tem como objetivo examinar mudanças no funcionamento do RNA, analisando a atividade do gene e o processo de transformação do RNA em proteínas tanto no modelo de camundongo FINCA quanto na versão knockout de Nhlrc2 em células específicas. Além disso, os pesquisadores farão testes para observar o comportamento e as respostas imunes nos camundongos FINCA. Eles também pretendem aplicar as descobertas de seus estudos com camundongos em células humanas por meio de testes em laboratório. O objetivo é investigar as vias moleculares que estão na base da FINCA e encontrar intervenções potenciais que possam ajudar a gerenciar a doença.

#Análise da Expressão Gênica

O estudo focou em células-tronco embrionárias de camundongo (mESCs), pois essas células podem sobreviver sem o gene NHLRC2. Os pesquisadores criaram mESCs para a variante FINCA e a versão knockout para entender melhor os efeitos dessas variantes. Sequenciando o RNA dessas células, eles encontraram mudanças significativas na expressão gênica. Nas células knockout, identificaram 74 genes que foram expressos de forma diferente, enquanto as células com a variante FINCA tinham 3712 genes mostrando alterações em comparação com células normais. Notavelmente, uma grande porcentagem dos genes alterados nas células knockout também foi afetada nas células da variante FINCA. Análises adicionais revelaram que vários processos biológicos, incluindo metabolismo e sinalização celular, foram impactados.

#Validação dos Resultados

Para garantir a precisão de suas descobertas, os pesquisadores validaram seus resultados usando PCR quantitativa para genes selecionados associados a diferentes processos em ambos os tipos de células. Eles descobriram que as expressões de certos genes importantes estavam significativamente alteradas em ambos os tipos de células em comparação com as normais. As descobertas indicaram que as mudanças no nível de RNA foram consistentes entre os dois tipos de células geneticamente alteradas, confirmando assim os resultados da sequenciação de RNA.

#Mudanças no Splicing do RNA

Os pesquisadores também investigaram mudanças em como o RNA é processado, focando especificamente em diferentes eventos de splicing que podem ocorrer. Essa análise revelou milhares de eventos de splicing em ambos os tipos de células, sugerindo que as células se adaptaram à presença da variante FINCA e ao knockout do NHLRC2. No entanto, essas mudanças de splicing podem se tornar mais críticas à medida que as células se diferenciam ou enfrentam estresse, como durante uma infecção.

#Comportamento dos Camundongos FINCA

O atraso neurodesenvolvimental é um dos principais sintomas da doença FINCA. Para entender melhor esse aspecto, os pesquisadores avaliaram o comportamento dos camundongos FINCA em diferentes idades. Em camundongos mais jovens, eles observaram aumento de atividade e menos tempo de descanso comparado aos camundongos de controle. Em um teste que mede a memória, os camundongos FINCA passaram menos tempo explorando novos objetos do que seus semelhantes normais. À medida que os camundongos FINCA envelheciam, essas diferenças comportamentais diminuíam. Assim, parecia que os camundongos FINCA exibiam leve hiperatividade na juventude, se parecendo com o transtorno do déficit de atenção e hiperatividade (TDAH), mas esse comportamento diminuía com a idade.

#Avaliação da Resposta Imune

Outro sintoma da FINCA é o aumento do risco de infecções. Para explorar a resposta imune nos camundongos FINCA, os pesquisadores induziram uma reação imune usando lipopolissacarídeos e mediram os níveis de várias moléculas de sinalização biológica. Os camundongos FINCA mostraram níveis mais baixos de sinais imunológicos importantes logo após o desafio imunológico. Em outros testes focando nas células imunes, os pesquisadores encontraram menos células T reguladoras e respostas alteradas na produção de citocinas após estimulação. Isso sugere que o sistema imunológico não está funcionando de forma ideal nos camundongos FINCA.

#Saúde Pulmonar em Camundongos FINCA

A fibrose pulmonar é um problema sério associado à doença FINCA. Os pesquisadores esperavam que os camundongos FINCA fossem mais propensos a desenvolver fibrose pulmonar após serem expostos a uma substância que normalmente induz essa condição. Surpreendentemente, os camundongos machos FINCA tiveram áreas menores de cicatrização pulmonar em comparação com seus semelhantes normais. Esse resultado foi inesperado e sugere que os camundongos FINCA podem ter uma resposta distinta a esses desafios ambientais.

#Mudanças nas Interações Proteicas

Para entender melhor o impacto da variante FINCA na proteína NHLRC2, os pesquisadores utilizaram uma técnica para identificar proteínas que interagem com NHLRC2 na presença da variante FINCA. Eles encontraram várias proteínas cujas interações foram significativamente alteradas ao comparar a normal com a variante FINCA. Muitas dessas proteínas estão envolvidas em processos importantes como sinalização celular e transporte. Análises adicionais dessas proteínas revelaram vias comuns afetadas tanto nas mESCs FINCA quanto nas células humanas, sugerindo mecanismos sobrepostos que poderiam ser alvo para um tratamento potencial.

#Conclusões

Este estudo demonstra que os camundongos FINCA compartilham muitos sintomas com pacientes humanos, como problemas neurodesenvolvimentais e imunológicos. Ele também destaca a importância do gene NHLRC2 nesses processos. As descobertas fornecem uma visão sobre os mecanismos biológicos por trás da doença FINCA e sugerem áreas potenciais para futuras pesquisas e desenvolvimento terapêutico.

Ao entender as vias moleculares afetadas pelo gene NHLRC2, os cientistas esperam identificar maneiras de aliviar os sintomas e melhorar a qualidade de vida dos pacientes que sofrem de FINCA.

#Direções Futuras

Pesquisas futuras vão focar em refinar a compreensão de como as respostas imunes podem ser modificadas em pacientes com FINCA. Isso inclui investigações contínuas sobre se ajustar vias imunológicas específicas pode ajudar a gerenciar a progressão da doença em humanos. Ao continuar estudando os efeitos da variante FINCA, os pesquisadores esperam descobrir novas abordagens terapêuticas que podem levar a melhores resultados para os pacientes.

#Considerações Finais

Os insights obtidos ao estudar a doença FINCA em camundongos fornecem uma base valiosa para entender as complexidades dessa condição rara. À medida que a pesquisa evolui, ela promete abrir caminho para tratamentos eficazes que abordem não apenas os sintomas, mas também as causas subjacentes da FINCA. Pesquisar essa área pode levar a descobertas que beneficiem não apenas aqueles com FINCA, mas também iluminem condições genéticas semelhantes.