Aprenda

Do gene à proteína

Cada proteína é uma cadeia de aminoácidos ligados em sequência, como contas em um colar. Existem 20 aminoácidos padrão, e a ordem em que aparecem é determinada pelo gene correspondente no DNA. Primeiro o gene é copiado em RNA mensageiro; depois os ribossomos leem esse RNA e unem os aminoácidos um a um.

Uma proteína típica tem centenas de aminoácidos. Como cada posição pode receber um de 20 tipos, o número de sequências possíveis é astronômico — e é essa variedade que permite às proteínas realizar funções tão diferentes.

A forma define a função

Logo depois de produzida, a cadeia se dobra em uma forma tridimensional específica. Esse dobramento é guiado pela química dos aminoácidos: os hidrofóbicos (que “fogem” da água) tendem a ficar no interior, enquanto os polares e carregados ficam voltados para o meio aquoso da célula.

Proteínas no cérebro

Uma mesma proteína ainda pode ganhar “etiquetas” químicas depois de pronta — as modificações pós-traducionais, como a fosforilação. Elas ligam, desligam ou redirecionam a proteína, funcionando como interruptores finos do funcionamento celular.

Genoma × proteoma

O genoma — o conjunto de genes — é praticamente o mesmo em todas as células do corpo. Já o proteoma, o conjunto de proteínas presentes, muda de acordo com o tipo de célula, a região do cérebro, a idade, os medicamentos em uso e o estado de saúde. Por isso o proteoma é um retrato muito mais próximo do que a célula está de fato fazendo.

Há ainda uma camada extra de complexidade: os cerca de 20 mil genes humanos que codificam proteínas dão origem a um número muito maior de formas proteicas diferentes (proteoformas), graças ao processamento alternativo do RNA e às modificações pós-traducionais.

Como um experimento funciona

Quantificar para comparar

Identificar proteínas é só metade do trabalho. A pergunta científica geralmente é comparativa: quais proteínas estão em maior ou menor quantidade no tecido de pessoas com esquizofrenia em relação a controles? O que muda em células tratadas com um antidepressivo? Para isso, usam-se estratégias de quantificação — com ou sem marcação química das amostras — e análises estatísticas rigorosas.

Neurônios e glia

O cérebro humano tem, em média, cerca de 86 bilhões de neurônios — número estimado por pesquisadores brasileiros — e uma quantidade semelhante de células da glia. Os neurônios recebem sinais pelos dendritos, integram essas informações no corpo celular e enviam impulsos elétricos pelo axônio até os terminais, onde se comunicam com outras células.

A sinapse química

Quando o impulso chega ao terminal do axônio, vesículas liberam neurotransmissores em um espaço minúsculo, a fenda sináptica. Essas moléculas se ligam a receptores — proteínas — na membrana da célula seguinte, abrindo canais ou disparando cascatas de sinalização. Em seguida, transportadores recolhem o neurotransmissor (recaptação) ou enzimas o degradam, encerrando o sinal.

Mielina: a fita isolante dos neurônios

A mielina envolve os axônios em camadas, como uma fita isolante. Os impulsos “saltam” entre pequenos intervalos sem mielina, os nódulos de Ranvier, chegando a passar de 100 metros por segundo nas fibras mais rápidas. Quando a mielina ou os oligodendrócitos se alteram, a comunicação entre regiões distantes do cérebro pode ficar mais lenta e menos sincronizada.

Segundo a Organização Mundial da Saúde, a esquizofrenia afeta cerca de 24 milhões de pessoas no mundo — aproximadamente 1 em cada 300. Os sintomas costumam surgir no fim da adolescência ou no início da vida adulta, em geral um pouco mais cedo nos homens.

Três grupos de sintomas

O que a ciência já sabe

A esquizofrenia é multifatorial: há um componente genético importante, formado por muitas variantes de pequeno efeito, que interage com fatores ambientais como complicações na gestação e no parto, estresse e uso de cannabis na adolescência.

O olhar da proteômica

Ao comparar o proteoma de tecido cerebral doado por pessoas com e sem esquizofrenia, estudos proteômicos encontraram alterações recorrentes em proteínas ligadas aos oligodendrócitos e à mielina, ao metabolismo energético das células e à estrutura das sinapses. Modelos celulares permitem testar se essas alterações são causa ou consequência — e como os medicamentos as modificam.

A OMS estima que cerca de 280 milhões de pessoas vivam com depressão — por volta de 5% dos adultos —, sendo mais frequente em mulheres. É uma das principais causas de incapacidade no mundo.

O diagnóstico é clínico e considera sintomas persistentes por pelo menos duas semanas: humor deprimido, perda de interesse ou prazer (anedonia), alterações de sono e apetite, cansaço, dificuldade de concentração, sentimentos de culpa e, em casos graves, pensamentos de morte.

Das monoaminas à plasticidade

Nos anos 1950, observou-se que alguns medicamentos alteravam o humor ao mudar os níveis de serotonina, noradrenalina e dopamina — as monoaminas. Daí nasceu a hipótese monoaminérgica. Mas há um enigma: antidepressivos aumentam as monoaminas em horas, enquanto a melhora leva semanas. Isso indica que o efeito depende de adaptações mais lentas no cérebro.

Por que nem todos respondem ao tratamento?

Psicoterapia e antidepressivos funcionam para muitas pessoas, mas uma parcela importante — estimada em cerca de 30% — não responde bem aos tratamentos iniciais. Entender, em nível de proteínas, como cada medicamento age e o que diferencia quem responde de quem não responde é um dos caminhos para tratamentos mais personalizados. Novas abordagens, como a escetamina, que age no sistema glutamatérgico, reforçam que há mais de um caminho biológico envolvido.

A busca por biomarcadores

Um biomarcador é uma característica mensurável que indica um processo biológico — como a glicemia no diabetes. Na psiquiatria, o diagnóstico ainda depende quase só da avaliação clínica. Proteínas medidas no sangue ou em outros fluidos poderiam ajudar a diagnosticar mais cedo, prever a resposta a um medicamento ou acompanhar a evolução do tratamento.

Modelos para estudar o cérebro

Combinando esses modelos com a proteômica, é possível perguntar como uma proteína alterada afeta a célula, testar moléculas candidatas a medicamento e, no futuro, escolher o tratamento mais adequado para cada pessoa — a chamada medicina de precisão.