Neurodegenerativas como Alzheimer, Parkinson e a doença de Huntington ocorrem quando os neurônios, que são os principais componentes do cérebro, vão se deteriorando e morrendo aos poucos. Essa perda progressiva de células cerebrais traz sintomas graves, como diminuição da memória, dificuldade de concentração e problemas de movimento. Com o tempo, essas doenças podem afetar muito a qualidade de vida, fazendo com que os pacientes precisem de cuidados constantes. Os remédios atualmente disponíveis ajudam a aliviar sintomas, mas não param nem reverter a doença. Isso mostra a necessidade urgente de novas abordagens terapêuticas.
Uma estratégia que vem sendo estudada é a estimulação da diferenciação neuronal, que é o processo de formação de novos neurônios que podem substituir os que se perderam. Isso pode ajudar a desacelerar ou até mesmo reverter a neurodegeneração.
Recentemente, a vitamina K, conhecida principalmente por ajudar na coagulação do sangue e na saúde dos ossos, ganhou destaque por sua influência no desenvolvimento e proteção das células cerebrais. Porém, as formas naturais da vitamina K, como a menaquinona 4 (MK-4), podem não ser eficazes o suficiente para tratamentos regenerativos voltados para essas doenças.
Em um estudo inovador, pesquisadores do Departamento de Biosciência e Engenharia do Instituto de Tecnologia Shibaura, no Japão, liderados pelos professores Yoshihisa Hirota e Yoshitomo Suhara, criaram e testaram novos análogos da vitamina K com efeitos neuroativos mais fortes. A equipe também descobriu um mecanismo diferente pelo qual a vitamina K ajuda na diferenciação neuronal.
O Dr. Hirota comentou que os novos análogos da vitamina K mostraram ter cerca de três vezes mais potência em induzir a diferenciação de células progenitoras neurais em neurônios, em comparação com a vitamina K natural. Como a perda de neurônios é uma característica marcante das doenças neurodegenerativas, esses análogos podem ajudar a repor os neurônios perdidos e restaurar funções cerebrais.
Para aumentar o impacto biológico da vitamina K, os pesquisadores produziram 12 híbridos de vitamina K ligando-os com ácido retinoico (um metabolismo ativo da vitamina A que estimula a diferenciação neuronal), um grupo ácido carboxílico ou uma cadeia lateral de éster metílico. Eles avaliaram a eficácia de cada composto em promover a diferenciação neuronal.
A vitamina K e o ácido retinoico influenciam a transcrição gênica através de receptores específicos. Os cientistas mediram a atividade desses receptores em células progenitoras neurais de camundongos tratadas com os novos compostos e descobriram que os híbridos mantinham as funções biológicas das moléculas originais. Além disso, eles mediram a expressão de uma proteína específica, que é um marcador de crescimento neuronal, para acompanhar a diferenciação das células. Um dos compostos, que combinava ácido retinoico com uma cadeia lateral de éster metílico, resultou em um aumento de três vezes na diferenciação neuronal quando comparado ao controle e mostrou uma atividade muito mais forte que a vitamina K natural.
Para entender melhor como a vitamina K protege os neurônios, a equipe comparou os padrões de expressão gênica em células-tronco neurais tratadas com MK-4, que promove a diferenciação, e aquelas tratadas com um composto que a suprime. A análise transcriptômica revelou que a diferenciação neuronal induzida pela vitamina K é mediada por receptores de glutamato metabotrópicos. A ação do MK-4 estava especificamente ligada a um receptor importante, que desempenha um papel crucial na comunicação sináptica. Estudos anteriores já mostraram que a falta desse receptor em camundongos causa dificuldades motoras e sinápticas semelhantes às vistas em doenças neurodegenerativas.
Os pesquisadores foram mais a fundo e realizaram simulações estruturais e estudos de docking molecular para verificar se os novos análogos de vitamina K se ligam ao receptor mencionado. De fato, as análises mostraram uma afinidade de ligação mais forte entre o novo composto e o receptor. Depois, exploraram a absorção celular do novo análogo e sua transformação em MK-4 dentro das células e em camundongos. Observaram um aumento significativo na concentração intracelular de MK-4, além de que o novo composto se converteu em MK-4 mais facilmente do que a vitamina K natural. Experimentos realizados em camundongos mostraram que o novo análogo teve um perfil farmacocinético estável, atravessou a barreira hematoencefálica e alcançou uma concentração maior de MK-4 no cérebro, em comparação ao controle.
Esse estudo traz à tona como os análogos da vitamina K podem ter efeitos neuroprotetores, abrindo caminho para o desenvolvimento de novos agentes terapêuticos que consigam atrasar ou até reverter as doenças neurodegenerativas.
Sobre as implicações a longo prazo do trabalho, o Dr. Hirota afirmou que a pesquisa oferece uma abordagem promissora para tratar doenças como Alzheimer. Um medicamento derivado da vitamina K que desacelere a progressão da doença ou melhore seus sintomas pode não apenas melhorar a qualidade de vida dos pacientes e suas famílias, mas também redução significativa nos custos com saúde e cuidado a longo prazo.
A expectativa é que essa pesquisa resulte em tratamentos que façam a diferença para quem enfrenta doenças neurológicas e ajudem a melhorar a vida de muitas pessoas afetadas.
