Neurocientistas identificam o primeiro tratamento potencial para a radiação cósmica

Planejando uma viagem para Marte? Você vai querer se lembrar de suas pílulas anti-radiação. NASA e empresas espaciais privadas como EspaçoX planeiam enviar humanos para o planeta vermelho nos próximos 15 anos – mas entre os principais desafios enfrentados pelas futuras missões espaciais tripuladas está a forma de proteger os astronautas da perigosa radiação cósmica do espaço profundo.

Agora, o laboratório da neurocientista da UCSF, Susanna Rosi, Ph.D., identificou o primeiro tratamento potencial para os danos cerebrais causados ​​pela exposição aos raios cósmicos – uma droga que previne o comprometimento da memória em ratos expostos à radiação espacial simulada. O estudo foi publicado em 18 de maio de 2018 em Relatórios Científicos.

Os seres humanos que se aventurarem para além dos campos magnéticos protectores da Terra serão expostos a níveis de radiação cósmica estimados em 1000 vezes superiores aos que experimentamos na Terra ou mesmo no Estação Espacial Internacionalda órbita terrestre baixa. Proteger os astronautas desta radiação prejudicial será fundamental para tornar possível a exploração do espaço profundo – e talvez um dia a colonização.

A coloração azul é o núcleo das células para referência anatômica. Laboratório Rosi / UCSF

Rosi, que é Diretora de Pesquisa Neurocognitiva no Centro de Lesões Cerebrais e Espinhais da UCSF e professora nos departamentos de Fisioterapia e Ciências da Reabilitação e de Cirurgia Neurológica, conduziu pesquisas financiadas pela NASA nos últimos quatro anos para entender como a radiação do espaço profundo pode afetar o cérebro dos astronautas.

A equipe de Rosi descobriu anteriormente que a exposição de ratos à radiação espacial simulada causa problemas de memória, interações sociais e ansiedade, e relacionou esses sintomas de exposição à radiação à ativação de células chamadas microglia – parte do sistema imunológico do cérebro. A microglia ativada causa inflamação cerebral semelhante à observada em doenças neurodegenerativas, como Alzheimer doença, e também procuram e consomem sinapses, as conexões que transportam informações entre as células cerebrais.

“Estamos começando a ter evidências de que a exposição à radiação do espaço profundo pode afetar a função cerebral a longo prazo, mas, até onde eu sei, ninguém explorou quaisquer contramedidas possíveis que pudessem proteger os cérebros dos astronautas contra este nível de exposição à radiação,” disse Rosi, que é membro do Instituto Weill de Neurociência, do Instituto Kavli de Neurociência Fundamental e do Centro Compreensivo de Câncer da Família Helen Diller da UCSF.

No novo estudo, os investigadores colaboraram com co-autores da Universidade Loma Linda, no sul da Califórnia, para expor ratos durante um dia a uma dose de radiação comparável à que poderiam experimentar no espaço profundo. Os experimentos foram conduzidos no Laboratório de Radiação Espacial da NASA no Laboratório Nacional de Brookhaven, em Nova York, a única instalação no país onde tais experimentos são possíveis. Uma semana depois, depois de serem enviados de volta para a UCSF, alguns dos ratos foram tratados durante 15 dias com PLX5622, um medicamento produzido pela empresa farmacêutica Plexxikon, Inc, com sede em Berkeley, e que o laboratório Rosi já havia demonstrado prevenir déficits cognitivos em um modelo de camundongo de radioterapia contra câncer quando administrado antes da irradiação do cérebro.

No presente estudo, os animais irradiados inicialmente não apresentaram déficits cognitivos, mas após três meses começaram a apresentar sinais de comprometimento da memória. Normalmente, quando os pesquisadores colocam ratos em uma sala com um objeto familiar e um objeto desconhecido, os animais passam mais tempo explorando o novo objeto. Mas os ratos que tinham sido expostos à radiação espacial três meses antes exploraram os dois objetos igualmente – provavelmente porque não se lembravam de ter visto um dos objetos no dia anterior.

Notavelmente, os animais que foram tratados com PLX5622 logo após serem expostos à radiação tiveram um desempenho semelhante ao dos ratos saudáveis ​​na tarefa de memória. Os pesquisadores examinaram os cérebros dos animais e mostraram que, embora os cérebros dos camundongos não tratados estivessem cheios de micróglia ativada e tivessem perdido um número significativo de sinapses, os cérebros dos camundongos tratados pareciam normais. Os autores levantam a hipótese de que, ao forçar o cérebro a substituir a microglia irritável e exposta à radiação por uma microglia nova e saudável, a droga permitiu que os animais evitassem as consequências cognitivas da radiação.

“Esta é uma evidência realmente clara: primeiro, que reiniciar a micróglia do cérebro pode proteger a função cognitiva após a exposição à radiação e, segundo, que não precisamos necessariamente tratar imediatamente após a exposição à radiação para que o medicamento seja eficaz”, disse Rosi.

Compostos semelhantes ao PLX5622 produzido pela Plexxikon (inibidores de uma molécula receptora celular chamada CSF1R) já estão em ensaios clínicos para múltiplas formas de cancro humano, o que sugere que as novas descobertas poderão em breve ser traduzidas para uso humano, dizem os investigadores. Além dos voos espaciais, estes compostos poderiam ser potencialmente utilizados para prevenir deficiências cognitivas após radioterapia contra o cancro, ou em deficiências cognitivas relacionadas com a idade – que também têm sido associadas à inflamação cerebral provocada pela microglia.

“A NASA está muito interessada em encontrar maneiras de garantir a segurança dos astronautas e o sucesso da missão durante viagens espaciais profundas”, disse a coautora principal do estudo, Karen Krukowski, Ph.D., pesquisadora de pós-doutorado no laboratório de Rosi. “Mas os astronautas são uma população pequena – é emocionante que estas descobertas possam potencialmente ajudar a prevenir muitas outras formas de deficiência cognitiva.”

Referência: “A depleção temporária da microglia após a radiação cósmica modifica a atividade fagocítica e previne déficits cognitivos” por Karen Krukowski, Xi Feng, Maria Serena Paladini, Austin Chou, Kristen Sacramento, Katherine Grue, Lara-Kirstie Riparip, Tamako Jones, Mary Campbell-Beachler , Gregory Nelson e Susanna Rosi, 18 de maio de 2018, Relatórios Científicos.
DOI: 10.1038/s41598-018-26039-7