Em uma descoberta que pode resolver um enigma biológico de 30 anos, neurocientistas da Johns Hopkins Medicine usaram camundongos geneticamente modificados para entender como uma mutação no gene da rodopsina, proteína sensível à luz, leva à cegueira noturna estacionária congênita. Essa condição, presente desde o nascimento, causa baixa visão em ambientes com pouca luz.
O estudo, publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences, demonstra que a mutação no gene da rodopsina, chamada G90D, gera um “ruído” elétrico de fundo anormal que dessensibiliza os bastonetes da retina causando cegueira noturna.
A identificação dessa atividade elétrica anormal pode “fornecer alvos futuros para intervenções terapêuticas”, escrevem os autores do estudo. Esses eventos elétricos também podem ajudar os cientistas a compreender melhor o funcionamento das hastes e cones do olho, segundo informou King-Wai Yau, professor do departamento de neurociência da Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins, em comunicado de imprensa.
Mais sobre o estudo
Por décadas, embora os pesquisadores soubessem sobre a mutação G90D, eles tiveram dificuldade em determinar como ela causava cegueira noturna porque modelos anteriores de camundongos com essa mutação geravam um alto nível de ruído de fundo, produzindo efeitos semelhantes à luz de fundo, à qual as hastes dos animais se adaptam rapidamente. Isso dificultou para os pesquisadores medir com precisão os efeitos de sinalização da mutação.
Para contornar essa questão, os cientistas da Johns Hopkins Medicine modificaram geneticamente camundongos para ter uma baixa expressão de G90D, um nível igual a 0,1% da rodopsina normal encontrada na população natural de camundongos. Isso permitiu distinguir entre diferentes tipos de atividade produzidos em camundongos com a mutação G90D como se pouca ou nenhuma luz de fundo equivalente estivesse presente.
Os cientistas usaram um método de alta resolução para registrar a atividade elétrica em bastonetes individuais na retina do camundongo, que acessaram com uma pipeta de vidro ultraminúscula – a largura de cerca de um septuagésimo do tamanho de um cabelo humano – preenchida com solução salina capaz de conduzir eletricidade.
A conclusão
Ao comparar o baixo nível de expressão de G90D encontrado em camundongos geneticamente modificados versus o nível de G90D encontrado em pacientes humanos com cegueira noturna, os autores concluíram que a atividade elétrica incomum com baixa amplitude, mas frequência extremamente alta, pode ser o maior contribuinte para a doença em seres humanos.
Além do ruído elétrico incomum, a rodopsina é conhecida por produzir outro tipo de atividade elétrica chamada isomerização térmica espontânea, na qual a energia térmica dentro da molécula dispara a ativação aleatória da rodopsina. Contrastando com a atividade elétrica incomum observada, a isomerização espontânea da rodopsina G90D demonstrou uma alta amplitude, mas baixa frequência.
Em seus experimentos, os pesquisadores descobriram que a taxa de isomerização espontânea da rodopsina G90D é cerca de 200 vezes maior do que a rodopsina normal, mas seu efeito de adaptação de bastonetes não é alto o suficiente para contribuir significativamente para a cegueira noturna em humanos.
Na maioria das circunstâncias, as hastes são muito sensíveis à luz, mas em pessoas com cegueira noturna elas não conseguem detectar com precisão mudanças na luz e não funcionam no escuro. “Pessoas com essa condição precisam de luz mais brilhante para ver em ambientes com pouca luz”, disse Yau.
Fonte: Johns Hopkins Medicine
