Há algum tempo, aumentam as evidências de que a poluição atmosférica pode estar associada a um risco elevado de demência. Ainda não se sabia, porém, os mecanismos fisiológicos dessa relação. Agora, uma equipe de pesquisadores da Johns Hopkins Medicine, nos Estados Unidos, afirma ter revelado a conexão molecular entre as partículas poluentes e o desenvolvimento da neurodegeneração.
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O estudo, publicado na revista Science, baseia-se em uma década de pesquisa que relaciona a exposição à poluição atmosférica por partículas finas (PM2,5) — partículas minúsculas provenientes de atividades industriais, queimadas residenciais, incêndios florestais e escapamentos de veículos — a um maior risco de desenvolver as chamadas doenças por corpos de Lewy.
Trata-se de um grupo de distúrbios neurodegenerativos caracterizados pelo acúmulo anormal de uma proteína, a alfa-sinucleína, no cérebro. Esses aglomerados, conhecidos como corpos de Lewy, são uma característica das doenças de Parkinson e de um tipo de demência, segundo Xiaobo Mao, professor associado de neurologia na Faculdade de Medicina da Universidade Johns Hopkins e membro do Instituto Johns Hopkins de Engenharia Celular.
Na pesquisa, a equipe de Mao descobriu que a exposição de camundongos a PM2,5 desencadeou a formação de aglomerados anormais de alfa-sinucleína. Esses conjuntos de proteínas tóxicas compartilhavam características estruturais e relacionadas à doença com aquelas encontradas nos cérebros de pacientes com demência por corpos de Lewy. “Identificamos uma nova cepa de corpos de Lewy formada após a exposição à poluição do ar”, afirma Mao. “Ao definir essa cepa, esperamos estabelecer um alvo específico para futuros medicamentos que visam retardar a progressão de doenças neurodegenerativas marcadas por corpos de Lewy.”
Estudo
A pesquisa começou com a análise de dados hospitalares de 56,5 milhões de pacientes norte-americanos internados entre 2000 e 2014 com doenças neurodegenerativas. A equipe se concentrou naqueles hospitalizados pela primeira vez com condições relacionadas a corpos de Lewy e utilizou dados de seus códigos postais (CEPs) para estimar a exposição a longo prazo à PM2,5.
Os cientistas descobriram que cada aumento na concentração de PM2,5 nessas áreas resultou em um risco 17% maior de demência por doença de Parkinson e uma chance 12% mais elevada de demência por corpos de Lewy.
“A associação estatística que descobrimos é ainda mais forte do que a encontrada em estudos anteriores ao agrupar todas as doenças de Alzheimer e demências relacionadas — destacando a formação de corpos de Lewy como uma via potencialmente crucial que justifica uma investigação biológica mais aprofundada”, afirma Xiao Wu, coautora do estudo e professora da Universidade de Columbia. “Esperamos inspirar pesquisadores a conduzir estudos epidemiológicos e moleculares com foco nos subtipos de demência associados aos corpos de Lewy.”
Explorando a razão biológica para essa associação entre a exposição à PM2,5 e a demência por corpos de Lewy, a equipe de pesquisadores lideradas por Mao expôs camundongos normais e geneticamente modificados, sem a proteína alfa-sinucleína, à poluição pelas micropartículas em dias alternados por um período de 10 meses. “Em camundongos normais, observamos atrofia cerebral, morte celular e declínio cognitivo — sintomas semelhantes aos da demência por corpos de Lewy”, afirma o colaborador do estudo, Ted Dawson. “Naqueles sem alfa-sinucleína, o cérebro não apresentou alterações significativas.”
Efeitos semelhantes
Os pesquisadores da Faculdade de Medicina da Universidade Johns Hopkins estudaram camundongos com uma mutação genética humana (hA53T) associada ao início precoce da doença de Parkinson. Após cinco meses de exposição a partículas poluentes do tipo PM2,5, os animais desenvolveram bolsas disseminadas de alfa-sinucleína, proteína associada à neurodegeneração, e apresentaram declínio cognitivo. Observado por meio de análises biofísicas e bioquímicas, o material era estruturalmente distinto daqueles que se formam durante o envelhecimento natural.
Os cientistas também se propuseram a determinar se os efeitos da poluição atmosférica variavam de acordo com a região da cidade. Eles descobriram que camundongos expostos a amostras separadas de PM2,5 da China, Europa e Estados Unidos sofreram alterações cerebrais semelhantes, além do desenvolvimento de bolsas de alfa-sinucleína. “Isso sugere que os efeitos nocivos do PM2,5 podem ser amplamente consistentes em diferentes regiões”, afirma Haiqing Liu, Ph.D., primeiro autor do estudo e pesquisador de pós-doutorado na Faculdade de Medicina da Universidade Johns Hopkins.
Convergência
Segundo os autores do estudo, as alterações na expressão gênica no cérebro de camundongos expostos ao PM2,5 foram notavelmente semelhantes às encontradas em pacientes humanos com demência por corpos de Lewy. “Isso sugere que a poluição pode não apenas desencadear o acúmulo de proteínas tóxicas, mas também provocar alterações na expressão gênica relacionadas a doenças no cérebro humano”, afirma Shizhong Han, Ph.D., pesquisador principal do Instituto Lieber para o Desenvolvimento Cerebral. “Acreditamos ter identificado uma ligação molecular fundamental entre a exposição a PM2,5 e a propagação da demência por corpos de Lewy”, afirma Mao.
Embora fatores genéticos desempenhem um papel significativo na neurodegeneração, os cientistas dizem que há possibilidade de se controlar a exposição aos poluentes e, assim, reduzir o risco de doenças como demência e Parkinson.
“Nosso próximo objetivo é descobrir quais componentes específicos da poluição do ar estão causando esses efeitos”, afirma Xiaodi Zhang, Ph.D., um dos primeiros autores do estudo e pós-doutorando na escola de medicina. “Entender isso pode ajudar a orientar os esforços de saúde pública para reduzir exposições prejudiciais e diminuir o risco de doenças.”
Química interrompida
A demência com corpos de Lewy é semelhante à de Alzheimer, pois é causada pela formação de proteínas anormais nas células cerebrais, que interrompem a química do cérebro e causam a morte das células nervosas. Representando cerca de 10 a 15% de todas as demências, o nome deriva do acúmulo anormal de substâncias conhecidas como corpos de Lewy nos neurônios. Existem dois subtipos sendo a principal diferença entre eles o momento em que os primeiros sintomas aparecem:
* Demência por corpos de Lewy: Alterações no pensamento, na percepção visual e no sono ocorrem inicialmente, e problemas de movimento ocorrem simultaneamente ou posteriormente.
* Demência da doença de Parkinson: Os sintomas da doença de Parkinson ocorrem primeiro, seguidos por alterações cognitivas. É importante observar que nem todos os indivíduos com Parkinson desenvolverão demência, mas o risco é maior.
Sintomas compartilhados
- Concentração e atenção (o paciente pode parecer sonolento e letárgico)
- Alucinações visuais
- Padrões de sono anormais, com inquietação ou pesadelos intensos
- Movimento e equilíbrio – o paciente pode apresentar lentidão de movimentos, dificuldade para caminhar, arrastar os pés e tremores
- Incapacidade de avaliar distâncias
- Incapacidade de raciocinar
Fonte: Associação Norte-Americana de Alzheimer
Efeitos semelhantes, endereços diferentes
Os pesquisadores da Faculdade de Medicina da Universidade Johns Hopkins estudaram camundongos com uma mutação genética humana (hA53T) associada ao início precoce da doença de Parkinson. Após cinco meses de exposição a partículas poluentes do tipo PM2,5, os animais desenvolveram bolsas disseminadas de alfa-sinucleína, proteína associada à neurodegeneração, e apresentaram declínio cognitivo. Observado por meio de análises biofísicas e bioquímicas, o material era estruturalmente distinto daqueles que se formam durante o envelhecimento natural.
Os cientistas também se propuseram a determinar se os efeitos da poluição atmosférica variavam de acordo com a região da cidade. Eles descobriram que camundongos expostos a amostras separadas de PM2,5 da China, Europa e Estados Unidos sofreram alterações cerebrais semelhantes, além do desenvolvimento de bolsas de alfa-sinucleína. “Isso sugere que os efeitos nocivos do PM2,5 podem ser amplamente consistentes em diferentes regiões”, afirma Haiqing Liu, Ph.D., primeiro autor do estudo e pesquisador de pós-doutorado na Faculdade de Medicina da Universidade Johns Hopkins.
Convergência
Segundo os autores do estudo, as alterações na expressão gênica no cérebro de camundongos expostos ao PM2,5 foram notavelmente semelhantes às encontradas em pacientes humanos com demência por corpos de Lewy. “Isso sugere que a poluição pode não apenas desencadear o acúmulo de proteínas tóxicas, mas também provocar alterações na expressão gênica relacionadas a doenças no cérebro humano”, afirma Shizhong Han, Ph.D., pesquisador principal do Instituto Lieber para o Desenvolvimento Cerebral. “Acreditamos ter identificado uma ligação molecular fundamental entre a exposição a PM2,5 e a propagação da demência por corpos de Lewy”, afirma Mao.
Embora fatores genéticos desempenhem um papel significativo na neurodegeneração, os cientistas dizem que há possibilidade de se controlar a exposição aos poluentes e, assim, reduzir o risco de doenças como demência e Parkinson.
“Nosso próximo objetivo é descobrir quais componentes específicos da poluição do ar estão causando esses efeitos”, afirma Xiaodi Zhang, Ph.D., um dos primeiros autores do estudo e pós-doutorando na escola de medicina. “Entender isso pode ajudar a orientar os esforços de saúde pública para reduzir exposições prejudiciais e diminuir o risco de doenças.”
Química interrompida
A demência com corpos de Lewy é semelhante à de Alzheimer, pois é causada pela formação de proteínas anormais nas células cerebrais, que interrompem a química do cérebro e causam a morte das células nervosas. Representando cerca de 10 a 15% de todas as demências, o nome deriva do acúmulo anormal de substâncias conhecidas como corpos de Lewy nos neurônios. Existem dois subtipos sendo a principal diferença entre eles o momento em que os primeiros sintomas aparecem:
* Demência por corpos de Lewy: Alterações no pensamento, na percepção visual e no sono ocorrem inicialmente, e problemas de movimento ocorrem simultaneamente ou posteriormente.
* Demência da doença de Parkinson: Os sintomas da doença de Parkinson ocorrem primeiro, seguidos por alterações cognitivas. É importante observar que nem todos os indivíduos com Parkinson desenvolverão demência, mas o risco é maior.
Sintomas compartilhados
Concentração e atenção (o paciente pode parecer sonolento e letárgico)
Alucinações visuais
Padrões de sono anormais, com inquietação ou pesadelos intensos
Movimento e equilíbrio – o paciente pode apresentar lentidão de movimentos, dificuldade para caminhar, arrastar os pés e tremores
Incapacidade de avaliar distâncias
Incapacidade de raciocinar
Fonte: Associação Norte-Americana de Alzheimer
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O acúmulo de substâncias tóxicas estimulado pela exposição a poluentes atmosféricos destrói as células cerebrais
Foto: Kateryna_Kon – stock.adobe.com/Divulgação -
O acúmulo de substâncias tóxicas estimulado pela exposição a poluentes atmosféricos destrói as células cerebrais
Foto: Kateryna Kon/Divulgação