Uma equipe de pesquisa liderada por cientistas da Queen Mary University of London e do University College London (UCL) descobriu novas pistas sobre como o cérebro de pessoas com síndrome de Down se desenvolve de forma diferente desde muito cedo. O estudo, publicado na Nature Communications , mostra que as células cerebrais com uma cópia extra de um cromossomo (trissomia 21) — a causa genética da síndrome de Down — têm dificuldade em formar conexões fortes e bem coordenadas entre si.

A síndrome de Down afeta milhões de pessoas em todo o mundo e é a causa genética mais comum de deficiência intelectual. No Reino Unido, estima-se que cerca de 50.000 pessoas vivam com síndrome de Down, o que equivale a aproximadamente 1 em cada 1.000 pessoas no país. Pessoas com síndrome de Down frequentemente apresentam dificuldades de aprendizagem, memória e linguagem, mas a causa exata durante o desenvolvimento cerebral inicial ainda não era bem compreendida.

Para explorar essa questão, pesquisadores cultivaram células cerebrais humanas em laboratório usando tecnologia de células-tronco. Essas células foram cuidadosamente selecionadas, de modo que algumas apresentassem síndrome de Down e outras não, embora todas as outras características fossem iguais. Isso permitiu que os cientistas comparassem diretamente como as células cerebrais se desenvolvem com e sem o cromossomo extra.

Descobriram que as células cerebrais de pessoas com síndrome de Down eram menos ativas e menos conectadas entre si. Algumas células tinham dificuldade até mesmo para se integrar às redes cerebrais. Como resultado, as redes eram menos coordenadas e menos capazes de enviar sinais de forma regular e organizada. Essas diferenças precoces podem ajudar a explicar por que o aprendizado e a memória são afetados mais tarde na vida.

Esta pesquisa também descobriu que as células cerebrais de pessoas com síndrome de Down apresentavam problemas com os minúsculos sinais elétricos que permitem a comunicação entre as células nervosas. Em particular, os pesquisadores identificaram níveis reduzidos de uma proteína chamada Kv4.3, que ajuda a controlar a frequência e a confiabilidade com que as células cerebrais enviam sinais. Quando essa proteína não funcionava corretamente, as redes cerebrais se desenvolviam de forma mais frágil.

Dean Nizetic, professor de biologia celular e molecular na Queen Mary, disse: "Essa conquista é estrategicamente importante, pois demonstra que o estudo da função de células cerebrais derivadas de células da pele doadas de pacientes vivos pode identificar uma proteína-chave que está defeituosa no cérebro humano real, a qual poderia ter passado despercebida em estudos convencionais de cérebros post-mortem."

"Sinto-me particularmente orgulhoso por contribuir para o conhecimento sobre a síndrome de Down, uma vez que dou continuidade ao trabalho do famoso estudioso da nossa faculdade de medicina, o próprio John Langdon Down, que dá nome à síndrome."

Trevor G Smart, Professor Schild de Farmacologia no University College London, disse: "Este foi um estudo colaborativo complexo (investigador principal: TG Smart) especificamente concebido para utilizar neurônios derivados de células-tronco de pacientes com o objetivo de avançar na pesquisa dos aspectos neurológicos da síndrome de Down. Superamos muitas barreiras técnicas por meio de uma estreita colaboração entre duas importantes instituições de Londres."

O autor principal do estudo, Dr. Saad Hannan, pesquisador do University College London e do Departamento de Biologia Molecular e Celular de Harvard, afirmou: "Lançado no início da pesquisa com neurônios iPSC derivados de pacientes, este projeto começou como uma colaboração entre a UCL e a Queen Mary e evoluiu para um esforço verdadeiramente internacional, abrangendo Croácia, Coreia do Sul e Canadá. Além de promover avanços na neurociência fundamental e estabelecer um parâmetro para o estudo da atividade elétrica deste modelo celular fascinante, nossas descobertas estabelecem o Kv4.3 como um alvo válido."

"Isso cria um caminho claro para o desenvolvimento terapêutico e oferece à área, incluindo parceiros da indústria, uma oportunidade concreta de traduzir o conhecimento mecanístico em tratamentos potenciais muito necessários para os aspectos neurológicos da síndrome de Down."

Carol Boys OBE, diretora executiva da Associação da Síndrome de Down, disse: "Esta é uma pesquisa empolgante das equipes da Queen Mary University of London e do University College London. Mais um passo rumo a uma melhor compreensão do desenvolvimento cerebral precoce em pessoas com síndrome de Down, o que, por sua vez, pode levar a tratamentos e intervenções para as gerações futuras."

Embora este estudo — realizado em laboratório — não leve a um novo tratamento e não altere o atendimento atual para pessoas com síndrome de Down, ele fornece informações valiosas sobre o estágio inicial do desenvolvimento cerebral e pode ajudar a orientar pesquisas futuras.

Os pesquisadores observam que a compreensão dessas mudanças precoces pode, com o tempo, ajudar os cientistas a pensar com mais clareza sobre a melhor forma de apoiar o aprendizado e o desenvolvimento de pessoas com síndrome de Down.