A principal causa de perda de visão nos países ocidentais é a degeneração macular relacionada à idade (AMD), uma deterioração da visão central que começa quando gotículas de lipídios e proteínas chamadas lipofuscina se acumulam na retina e danificam as células. Tratamentos eficazes para DMRI não estão disponíveis e ainda não está claro como olhos saudáveis ??evitam esse acúmulo.

Pesquisadores de Yale e da Universidade de Tübingen, na Alemanha, no entanto, descobriram parte do mecanismo de proteção do olho em que uma reação química quântica incomum envolvendo a melanina remove a lipofuscina. A descoberta, dizem eles, pode informar o futuro do tratamento da AMD.

“ Está começando a parecer que a melanina é a solução da natureza para uma variedade de desafios da biologia”, disse Douglas E. Brash , professor de radiologia terapêutica e dermatologia em Yale e coautor do novo estudo.

Os resultados foram publicados em 8 de maio na revista Proceedings of the National Academy of Sciences .

Os fotorreceptores são células especializadas no olho que convertem a luz em sinais que são enviados ao cérebro. A parte externa dessas células inclui pilhas de membranas chamadas discos que são preenchidas com rodopsina, a molécula que captura a luz e a converte em um sinal elétrico. Uma vez expostos à luz, os discos no topo da pilha passam por um processo de reciclagem no qual o material útil é coletado para ser reutilizado. Enquanto isso, novos discos são formados na base da pilha. Este processo se repete continuamente ao longo da vida de uma pessoa.

Algum material que não pode ser decomposto para a renovação do disco torna-se lipofuscina. À medida que a lipofuscina se acumula, ela danifica as células da retina e leva à DMRI.

Pesquisas anteriores em camundongos albinos mostraram que o acúmulo de lipofuscina e os danos na retina ocorrem mais cedo do que em camundongos pigmentados. Assim, no novo estudo, os pesquisadores primeiro usaram microscopia eletrônica de alta ampliação para observar discos não digeridos em células da retina de camundongos albinos e pigmentados geneticamente alterados para modelar a AMD.

“ Os restos de discos indigeríveis foram dez vezes mais frequentes em camundongos albinos do que em camundongos pigmentados”, disse Ulrich Schraermeyer, professor do Centro de Oftalmologia da Universidade de Tübingen e autor sênior do estudo.

A melanina é um pigmento encontrado no cabelo, pele e olhos; varia entre os indivíduos e torna-se menos eficaz com a idade. Também falta em camundongos albinos, causando sua coloração. Suspeitando que o pigmento pode desempenhar um papel na prevenção do acúmulo de lipofuscina, a equipe de pesquisa induziu a síntese de melanina em camundongos albinos. Isso diminuiu a quantidade de lipofuscina nos camundongos, descobriram os pesquisadores.

Brash está interessado em saber como a luz ultravioleta leva ao câncer de pele. Em pesquisas anteriores, seu laboratório descobriu que a excitação química de elétrons, ou “quimiexcitação”, que ocorre na melanina pode causar uma reação que leva a danos no DNA.

“ Essas reações químicas quânticas excitam um elétron de melanina a um estado de alta energia e invertem seu spin, permitindo uma química incomum posteriormente”, disse Brash.

Para testar se a quimioexcitação pode mediar a remoção da lipofuscina, ele identificou compostos que podem excitar elétrons diretamente sem ter que trabalhar através da melanina e um composto que pode impedir que a melanina quimiexcitada inicie outras reações.

“ Sabemos que a melanina se torna menos eficaz à medida que envelhecemos”, disse Brash. “Então, uma vez que o laboratório Schraermeyer determinou que a melanina era necessária para a renovação do disco fotorreceptor e essencial para prevenir o acúmulo de lipofuscina, queríamos ver se uma droga quimioexcitada poderia ser uma maneira de contornar a melanina enquanto induzia seus efeitos.”

Os pesquisadores testaram os compostos no tecido da retina de camundongos albinos.

“Em dois dias, a lipofuscina diminuiu substancialmente”, disse Yanan Lyu, principal autor do estudo e pesquisador do Shanghai General Hospital, na China. “E essa melhoria foi bloqueada pelo extintor de estado excitado.”

A química subsequente pela qual os elétrons excitados revertem a lipofuscina ainda precisa ser determinada. Mas Schraermeyer está otimista em traduzir essa descoberta para a clínica.

“ Por 30 anos eu estive convencido de que os melanossomos – as organelas nas células que criam a melanina – degradam a lipofuscina, mas não consegui identificar um mecanismo”, disse ele. “A quimiexcitação é o elo perdido e deve nos permitir contornar o problema que a DMRI começa quando a melanina do olho diminui com a idade. Uma droga que é quimiexcitada diretamente pode ser um avanço para nossos pacientes”.