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Pessoas com diabetes que experimentam períodos de baixo nível de açúcar no sangue – uma ocorrência comum naqueles que são novos no controle do açúcar no sangue – têm maior probabilidade de piorar a doença ocular diabética. Agora, pesquisadores da Johns Hopkins Medicine dizem que relacionaram esses níveis baixos de açúcar no sangue com um caminho molecular que é ativado em células famintas de oxigênio no olho.
A pesquisa, envolvendo células oculares humanas e de camundongos e retinas intactas cultivadas em um ambiente com baixo teor de açúcar (baixa glicose) em laboratório, bem como camundongos com baixos níveis de glicose, foi publicada na edição de janeiro da revista Relatórios de Células.
“Episódios temporários de glicose baixa acontecem uma ou duas vezes ao dia em pessoas com diabetes insulino-dependente e frequentemente entre pessoas recém-diagnosticadas com a doença”, diz Akrit Sodhi, MD, Ph.D., professor de oftalmologia de Branna e Irving Sisenwein na Wilmer Eye Institute da Johns Hopkins Medicine. Baixos níveis de glicose também podem ocorrer durante o sono em pessoas com diabetes não insulinodependente. “Nossos resultados mostram que esses baixos níveis periódicos de glicose causam um aumento em certas proteínas das células da retina, resultando em um supercrescimento dos vasos sanguíneos e piorando a doença ocular diabética”, acrescenta Sodhi.
A doença ocular entre as pessoas com diabetes está entre as causas mais evitáveis de cegueira nos Estados Unidos. A retinopatia diabética, que ocorre em até um terço das pessoas com diabetes, é caracterizada pelo supercrescimento de vasos sanguíneos anormais na retina.
Sodhi diz que o estudo atual sugere que pessoas com retinopatia diabética podem ser particularmente vulneráveis a períodos de baixa glicose, e manter os níveis de glicose estáveis deve ser uma parte importante do controle da glicose.
Para o estudo, os pesquisadores analisaram os níveis de proteína em células retinianas humanas e de camundongos e retinas intactas cultivadas em um ambiente de baixa glicose em laboratório, bem como em camundongos que ocasionalmente apresentavam baixo nível de açúcar no sangue.
Os pesquisadores descobriram que os baixos níveis de glicose nas células da retina de humanos e camundongos causaram uma cascata de alterações moleculares que podem levar ao supercrescimento dos vasos sanguíneos. Primeiro, os pesquisadores viram que o baixo nível de glicose causava uma diminuição na capacidade das células da retina de quebrar a glicose para obter energia.
Quando os pesquisadores analisaram especificamente as chamadas células gliais de Müller, que são células de suporte para neurônios na retina e dependem principalmente de glicose para produção de energia, eles descobriram que as células aumentaram a expressão do gene GLUT1, que produz uma proteína que transporta glicose nas células.
Os pesquisadores descobriram que, em resposta ao baixo nível de glicose, as células aumentaram os níveis de um fator de transcrição, chamado fator induzível por hipóxia (HIF)-1α. Isso ativou o maquinário celular – incluindo o GLUT1 – necessário para melhorar sua capacidade de utilizar a glicose disponível, preservando o oxigênio limitado disponível para a produção de energia pelos neurônios da retina.
No entanto, em ambientes com pouco oxigênio, como ocorre nas retinas de pacientes com doenças oculares diabéticas, essa resposta fisiológica normal à baixa glicose desencadeou uma inundação da proteína HIF-1α no núcleo das células, o centro de controle da célula.
Isso resultou em um aumento na produção de proteínas como VEGF e ANGPTL4, que causam o crescimento de vasos sanguíneos anormais e com vazamento – o principal culpado pela perda de visão em pessoas com doença ocular diabética.
Os pesquisadores planejam estudar se os baixos níveis de glicose em pessoas com diabetes podem afetar vias moleculares semelhantes em outros órgãos, como rins e cérebro.
Sodhi diz que a via HIF-1α pode servir como um alvo eficaz para o desenvolvimento de novos tratamentos para doenças oculares diabéticas.
Outros pesquisadores envolvidos no estudo incluem Chuanyu Guo, Monika Deshpande, Yueqi Niu, Isha Kachwala, Haley Megarity, Taylor Nuse, Savalan Babapoor-Farrokhran, Michael Ramada, Jaron Sanchez, Neelay Inamdar e Thomas V. Johnson da Johns Hopkins; Miguel Flores-Bellver e Maria Valeria Canto-Soler da Universidade do Colorado; e Silvia Montaner da Universidade de Maryland.
Sodhi é co-fundador e detém ações da HIF Therapeutics Inc. Este acordo foi revisado e aprovado pela Universidade Johns Hopkins de acordo com suas políticas de conflito de interesses.
O financiamento para a pesquisa foi fornecido pelo Instituto Nacional de Olhos dos Institutos Nacionais de Saúde (R01EY029750, R01EY025705, EY001765); Pesquisa para Prevenir a Cegueira; o Fundo de Desenvolvimento CellSight; o Doni Solich Family Chair em Ocular Stem Cell Research; e a Cátedra Branna e Irving Sisenwein em Oftalmologia.
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