Os pesquisadores desenvolvem a molécula nova que liga ao sistema celebral-vascular

O brasileiro e os pesquisadores dos E.U. desenvolveram uma molécula chamada FRW que, nos testes com ratos, provou capaz da ligação aos vasos sanguíneos no cérebro mas não em outros órgãos quando injetado na circulação sanguínea. Usaram a técnica para produzir o primeiro - mapa sempre completo do vasculature do cérebro, pavimentando a maneira para a criação de estratégias e de terapias diagnósticas novas da imagem lactente para doenças tais como Alzheimer e Parkinson.

A pesquisa foi apoiada pela fundação de pesquisa de São Paulo - FAPESP e conduzida por Ricardo José Giordano, um professor na universidade do instituto da química de São Paulo (IQ-USP) em Brasil e cabeça de seu laboratório de biologia vascular. Os resultados são publicados nas continuações da Academia Nacional das Ciências (PNAS).

Como Giordano explicou, o obstáculo principal à revelação das drogas capazes da ligação aos vasos sanguíneos no cérebro é a barreira do sangue-cérebro, um limite celular selectivamente permeável que proteja o sistema nervoso central das substâncias potencial tóxicas na circulação sanguínea. Contudo, esta pesquisa mostra que FRW liga precisamente às junções endothelial da pilha na barreira do sangue-cérebro.

Além do que a produção de um mapa completo do vasculature do cérebro, conseqüentemente, a técnica nova poderia igualmente ser usada para detectar o tipo da diferença na barreira do sangue-cérebro que pode ser uma das causas de doenças neurodegenerative tais como Alzheimer e Parkinson.

“Teòrica falando, se FRW não liga ao sistema celebral-vascular, é um sinal que a barreira está danificada,” Giordano disse.

Para executar o estudo, os pesquisadores usaram uma biblioteca dos bacteriófagos, chamada geralmente fago - os vírus que contaminam as bactérias e podem ser usados para entregar moléculas porque são inofensivos a outros organismos.

“Cada um dos fago na biblioteca foi alterado pela genética para ter um peptide de superfície diferente [parte da proteína] daquela do vírus original. Este peptide leva um marcador que seja detectado quando liga às proteínas específicas, seja eles no sistema celebral-vascular, nos tumores, nos rins ou nas outras regiões do organismo,” Giordano disse.

A técnica é sabida como o indicador do fago e ganhou o prémio nobel 2018 na química para seus criadores, George P. Smith e Gregory P. Inverno. Indicador primeiramente descrito do fago de Smith em 1985. Na seguinte década, a técnica foi adaptada para a aplicação aos animais vivos por Renata Pasqualini, um pesquisador Brasileiro-nascido na universidade de Rutgers nos E.U. e um dos autores do artigo em PNAS.

A pesquisa conduzida por Giordano começou em 2011 como parte de um projecto para que fundação de pesquisa de São Paulo - FAPESP concedeu uma bolsa de estudos científica da iniciação ao brejo Fenny Tang de Hui, primeiro autor do artigo. Tang continuou a centrar-se sobre este interesse da pesquisa para seu mestre e outra vez para seu doutoramento, terminado recentemente em IQ-USP.

FAPESP igualmente forneceu o financiamento a Giordano através de um investigador novo Grant e de um subsídio de investigação regular.

Para chegar na molécula, os pesquisadores injectaram ratos com uma biblioteca inteira que compreende uns 10 bilhão fago diferentes. Os vírus alterados circularam na circulação sanguínea, e embora a maioria fossem eliminados pelo organismo, por algum limite ao vasculature de órgãos diferentes e por tecidos, em incluir a barreira do sangue-cérebro.

Estes fago foram recuperados dos cérebros dos animais e cultivados nas bactérias de modo que multiplicassem. Os fago da próxima geração foram injectados em outros ratos para aumentar a selecção. Após três ciclos, aproximadamente 3.000 fago limitam aos vasos sanguíneos no cérebro.

“O processo de selecção foi ganhado pelos peptides com a maioria de afinidade com o sistema celebral-vascular porque multiplicaram o a maioria,” Giordano explicou.

Fora dos 3.000 peptides impares que limitam à barreira do sangue-cérebro, 1.021 conteve uma seqüência de três ácidos aminados: phenylalanine, arginina e triptofano (FRW).

“Nós encontramos esta seqüência para ser um marcador panvascular para o cérebro, desde que reconhece todos os vasos sanguíneos do cérebro,” Giordano dissemos. “Contudo, não liga aos vasos sanguíneos em outros tecidos que são protegidos igualmente por uma barreira, tal como aqueles nos dois pontos e nos testículos.”

Giordano e seu grupo foram surpreendidos encontrar que FRW não ligou aos vasos sanguíneos na retina, considerada até aqui uma extensão do sistema nervoso central.

“A barreira que protege vasos sanguíneos na retina foi acreditada para ser muito similar ou mesmo idêntica à barreira do sangue-cérebro, mas aos nós descobriu uma diferença, pelo menos nos ratos, agradecimentos a esta molécula,” disse. Este encontrar sozinho conduzirá a mais pesquisa sobre a barreira da sangue-retina.

Molécula sintética

Os pesquisadores em IQ-USP tentaram em vão usar técnicas bioquímicas para identificar o receptor celular a que os fago limitam, assim que colaboraram com os colegas no instituto de Adolpho Lutz em São Paulo que se especializam na microscopia de elétron de transmissão (TEM). Esta equipe ajudada não somente lhes para ver a molécula nos cérebros de animais vivos mas igualmente demonstrou que os fago limitam às junções endothelial da pilha na barreira do sangue-cérebro. As junções referidas são sabidas como “firmemente” porque impedem todas as substâncias estrangeiras, incluindo a água, de cruzar a barreira do sangue-cérebro.

“Nós precisamos agora de estudar o fenômeno com maiores detalhes, enquanto que a estrutura é compo de diversas moléculas,” Giordano disse.

O passo seguinte será sintetizar o peptide e para ver se a versão produziu no laboratório actua a mesma maneira que FRW nos ratos. Os pesquisadores pensam que a versão sintética igualmente liga aos vasos sanguíneos no cérebro mas não pôde considerar in vivo isto.

Um outro sentido futuro será explorar outros peptides que não contêm FRW e não seleccionam aqueles que permanecem em regiões específicas do cérebro, tais como o cerebelo, o bulbo olfactivo e os hemisférios, permitindo uns testes de diagnóstico mais específicos no futuro.

Source: http://agencia.fapesp.br/new-molecule-maps-cerebrovascular-system/30431/