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Um novo estudo da Universidade de Minnesota é o primeiro a demonstrar a capacidade da terapia genética de reparar conexões neurais para pessoas com o raro distúrbio genético cerebral conhecido como síndrome de Hurler. As descobertas sugerem o uso de terapias genéticas – um padrão totalmente novo para o tratamento – para aqueles com distúrbios cerebrais como a síndrome de Hurler, que têm um impacto devastador nos afetados.
O estudo foi publicado na revista Nature Relatórios Científicos.
A síndrome de Hurler, também conhecida como mucopolissacaridose tipo I (MPS I), é uma doença genética que afeta recém-nascidos e leva a deficiências cognitivas graves e anormalidades físicas graves. Mutações genéticas interrompem a síntese de uma enzima lisossômica essencial IDUA, resultando em dano cerebral progressivo. A morte ocorre aos 10 anos de idade. Os tratamentos atuais são inadequados – os transplantes de medula óssea são perigosos e a reposição enzimática vitalícia falha na prevenção de danos cerebrais progressivos
Os pesquisadores da U of M avaliaram uma nova forma de terapia genética inventada na Universidade de Minnesota – o sistema de edição de genes PS – em camundongos com síndrome de Hurler. Esta abordagem criou níveis muito altos e contínuos de enzimas normais no fígado que podem entrar no cérebro através do sistema circulatório. Usando ressonância magnética funcional em estado de repouso de alta resolução (rs-fMRI) – uma ferramenta de imagem segura, não invasiva e de atividade cerebral total para diagnóstico e avaliação pós-tratamento – os investigadores identificaram pela primeira vez redes neurais que foram interrompidas. Em seguida, eles avaliaram até que ponto as funções cerebrais e a conectividade foram restauradas após a terapia genética.
Os pesquisadores observaram que a nova abordagem de edição do gene PS produziu enzimas normais do fígado que foram capazes de manter conexões normais dentro de redes neurais específicas. A tecnologia necessária para imagens de conectoma cerebral rs-fMRI de alta resolução foi desenvolvida por Wei Zhu, um estudante de pós-graduação do Centro de Pesquisa em Ressonância Magnética da Universidade.
Walter Low, co-autor sênior e professor da U of M Medical School, referiu-se ao estudo como um avanço: “Esta é a primeira demonstração de uma terapia genética que corrigiu um distúrbio neurológico, resultando na restauração da conectividade cerebral como confirmado por rs-fMRI.”
“Uma abordagem rs-fMRI semelhante à aplicada neste estudo pré-clínico deve ser traduzida para o ambiente clínico e para os pacientes, especialmente para aqueles com distúrbios cerebrais genéticos, e para examinar a eficácia da restauração e função da rede cerebral após o tratamento genético”, disse Wei Chen , co-autor sênior e professor da U of M Medical School e do Center for Magnetic Resonance Research.
“A produção aeônica de IDUA normal no fígado de camundongos com síndrome de Hurler e a capacidade de trafegar enzimas através da barreira hematoencefálica para corrigir anormalidades no cérebro é uma conquista significativa”, disse Chester Whitley, coautor e professor em Escola de Medicina da U of M.
“Essa nova abordagem permitirá o monitoramento da conectividade cerebral em outros distúrbios lisossômicos que afetam a função cerebral após a edição de genes”, acrescentou Perry Hackett, coautor e professor da Faculdade de Ciências Biológicas.
Outros participantes deste estudo incluem Lin Zhang, professor associado da Escola de Saúde Pública; Ying Zhang, analista de informática do Minnesota Supercomputing Institute; Xiao-Hong Zhu, professor da U of M Medical School e Centro de Pesquisa de Ressonância Magnética; Isaac Clark, aluno de pós-graduação do Programa de Engenharia Biomédica; e Li Ou, ex-membro do corpo docente da U of M Medical School.
Este trabalho foi financiado em parte por fundos do National Institutes of Health Grants [R01 NS118330, U01 EB026978, R01 MH111413, R01 NS133006 and P41 EB027061]o Susanne M. Schwarz Fund e o Hackett Royalty Fund.
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