Estudo identifica molécula com potencial de prevenir a perda de visão associada ao diabetes

Maria Fernanda Ziegler | Agência FAPESP – Uma molécula produzida naturalmente pelo corpo humano pode ajudar a proteger a visão contra os danos causados pelo excesso de açúcar no sangue, revelou um estudo publicado em outubro na revista Biomedicine & Pharmacotherapy. A descoberta abre caminho para novas estratégias de prevenção da retinopatia diabética. Essa complicação, que atinge mais de 22% dos pacientes com diabetes no mundo, ocorre quando a glicemia elevada gera inflamação e danifica os neurônios e vasos sanguíneos da retina, podendo levar à perda permanente da visão.

A pesquisa internacional apoiada pela FAPESP reuniu cientistas das universidades Federal de São Paulo (Unifesp) e Estadual Paulista (Unesp), em colaboração com a Universidade do Colorado Anschutz, nos Estados Unidos.

O grupo avaliou o peptídeo Ac2-26 – que é parte de uma proteína anti-inflamatória chamada Anexina A1 – em modelos experimentais que simulam o olho humano. Os testes foram feitos em cultura de células isoladas da retina e em estruturas tridimensionais que funcionam como "minirretinas" (organoides), ambas derivadas de células-tronco de pacientes.

Nos experimentos, o peptídeo atuou em várias frentes: reduziu a inflamação, conteve o estresse oxidativo e protegeu o funcionamento das mitocôndrias (estruturas que geram energia para as células). Juntas, essas ações impediram a morte dos neurônios expostos aos níveis elevados de glicose.

“Conseguimos demonstrar um efeito protetor na retina e uma potencial nova estratégia para prevenir a retinopatia diabética”, pontua Cristiane Gil, chefe do Departamento de Morfologia e Genética da Escola Paulista de Medicina (EPM-Unifesp) e coautora do artigo. Em estudo anterior, publicado no periódico Investigative Ophthalmology & Visual Science, o grupo de Gil já havia identificado o papel importante da Anexina A1 na regulação da inflamação e das alterações nos vasos sanguíneos e nas células da glia (responsáveis por nutrir e dar suporte aos neurônios). Embora o envolvimento desses processos na doença fosse conhecido, ainda faltava testar o peptídeo em organoides que simulassem a retinopatia diabética.

“Minirretina” humana desenvolvida em laboratório. A estrutura 3D imita a organização do olho real e ajuda os cientistas a estudarem doenças oculares (foto: Anna Howell / Universidade do Colorado)

Como ocorre a perda de visão

À medida que a retinopatia diabética progride, o ambiente tóxico criado pelo estresse oxidativo e pela inflamação resulta na morte precoce dos neurônios da retina. Conforme esse dano inicial se intensifica, o olho tenta se adaptar produzindo novos vasos sanguíneos de forma desordenada – processo conhecido como angiogênese. No entanto, por serem muito frágeis, essas estruturas se rompem com facilidade e causam hemorragias, o que agrava ainda mais a perda de visão.

“O peptídeo inibe as vias que sinalizam a morte celular, impedindo que os neurônios da retina morram, algo que os tratamentos atuais para retinopatia diabética não conseguem fazer. Hoje, as terapias disponíveis agem em uma fase diferente da doença, a fase da neovascularização [formação de novos vasos], e muitas vezes chegam tarde demais para proteger as células neuronais. Como se sabe, neurônios não se regeneram. Ou seja, quando morrem, o dano é permanente”, explica Rafael André da Silva, pesquisador da Universidade do Colorado e primeiro autor do estudo – conduzido durante seu doutorado com apoio da FAPESP.

Para Natalia Vergara, diretora do Laboratório de Desenvolvimento Ocular e Tecnologias Translacionais do CellSight, da Universidade do Colorado Anschutz, o grande legado do estudo vai além de descrever a ação do peptídeo em si. O mais importante foi identificar uma via biológica capaz de frear a retinopatia diabética e proteger os neurônios, descoberta que poderá guiar a criação de novas terapias no futuro.

“A retinopatia diabética não é apenas uma doença vascular, uma vez que os neurônios da retina sofrem danos logo nos estágios iniciais. Ao demonstrar que o peptídeo Ac2-26 ajudou a proteger essas células dos efeitos da glicemia elevada e da inflamação, incluindo a disfunção mitocondrial, abrimos a possibilidade de desenvolver terapias que atuem diretamente sobre o tecido neural, que podem se tornar um complemento às terapias atuais”, afirma a pesquisadora.

Segundo Vergara, a colaboração foi essencial para a descoberta. Enquanto os pesquisadores brasileiros acumulam anos de experiência estudando a Anexina A1 e o peptídeo Ac2-26, o laboratório que ela coordena nos Estados Unidos é especializado em células da retina humana e organoides de retina. “Ao unir essas expertises, conseguimos testar o peptídeo em modelos humanos de retina e abrir novas perguntas científicas”, conta.

Na imagem, células precursoras de fotoreceptores com cones (em rosa), bastonetes (verdes)  e núcleo (azuis) são iluminadas por imunofluorescência, demonstrando que o organoide tem composição similar à da retina humana (imagem: Rafael André da Silva)

Como ver neurônios protegidos

Os experimentos realizados com os organoides permitiram recriar em laboratório parte da diversidade celular e da organização em camadas da retina humana, além do ambiente prejudicial gerado pelo diabetes.

Com isso, a equipe descobriu que o peptídeo Ac2-26 se liga a um receptor na célula chamado FPR2. Essa conexão funciona como um "freio" para as moléculas p38 e NOX4, que estimulam a produção de radicais livres. Em excesso, são esses radicais que causam estresse oxidativo e danificam as mitocôndrias, as usinas de energia das células. “Ao reduzir esse processo, o Ac2-26 ajuda a preservar a função celular e aumenta a sobrevivência dos neurônios da retina em condições de alta glicose e inflamação, características da retinopatia diabética”, afirma Silva.

O estudo também identificou o papel central das células de Müller, estruturas que se estendem por toda a retina. Como explica Silva, elas são essenciais para a defesa e a nutrição do olho, mas, sob estresse, reagem de forma exagerada. Isso desencadeia um processo chamado “gliose”, que amplia a inflamação e acaba provocando a morte dos neurônios. O Ac2-26 foi capaz de frear essa resposta, reorganizando o ambiente inflamatório da minirretina.

“Embora já se soubesse que o diabetes prejudica os neurônios da retina logo no início da doença, o avanço do nosso estudo está em demonstrar, pela primeira vez, uma molécula capaz de interromper essa autodestruição celular em tecido humano”, avalia Gil. “Isso permitirá avançar nos estudos em modelos animais e em humanos para, no futuro, desenvolver formulações tópicas para serem aplicadas já nos primeiros sinais de retinopatia diabética.”

O artigo The peptide Ac2–26 preserves mitochondrial function and neuronal survival in human retinal cells and organoids under hyperglycemic and inflammatory stress pode ser lido em: sciencedirect.com/science/article/pii/S0753332226008851.