Infecções e doenças neurodegenerativas causam inflamação no cérebro. Mas, por razões desconhecidas, pacientes com inflamação cerebral frequentemente desenvolvem problemas musculares que parecem ser independentes do sistema nervoso central. Agora, pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade de Washington em St. Louis revelaram como a inflamação cerebral libera uma proteína específica que viaja do cérebro para os músculos e causa uma perda da função muscular.
O estudo, em moscas-das-frutas e camundongos, também identificou maneiras de bloquear esse processo, o que pode ter implicações no tratamento ou prevenção da perda muscular, às vezes associada a doenças inflamatórias, incluindo infecções bacterianas, doença de Alzheimer e COVID longa.
O estudo foi publicado em 12 de julho na revista Ciência Imunologia.
“Estamos interessados em entender a fadiga muscular muito profunda que está associada a algumas doenças comuns”, disse o autor sênior Aaron Johnson, PhD, professor associado de biologia do desenvolvimento. “Nosso estudo sugere que, quando ficamos doentes, proteínas mensageiras do cérebro viajam pela corrente sanguínea e reduzem os níveis de energia no músculo esquelético. Isso é mais do que uma falta de motivação para nos movermos porque não nos sentimos bem. Esses processos reduzem os níveis de energia no músculo esquelético, diminuindo a capacidade de nos movermos e funcionarmos normalmente.”
Para investigar os efeitos da inflamação cerebral na função muscular, os pesquisadores modelaram três tipos diferentes de doenças — uma E. coli infecção bacteriana, uma infecção viral por SARS-CoV-2 e Alzheimer. Quando o cérebro é exposto a proteínas inflamatórias características dessas doenças, substâncias químicas prejudiciais chamadas espécies reativas de oxigênio se acumulam. As espécies reativas de oxigênio fazem com que as células cerebrais produzam uma molécula relacionada ao sistema imunológico chamada interleucina-6 (IL-6), que viaja por todo o corpo pela corrente sanguínea. Os pesquisadores descobriram que a IL-6 em camundongos — e a proteína correspondente em moscas-das-frutas — reduziu a produção de energia nas mitocôndrias dos músculos, as fábricas de energia das células.
“Moscas e camundongos que tinham proteínas associadas à COVID no cérebro apresentaram função motora reduzida — as moscas não escalaram tão bem quanto deveriam, e os camundongos não correram tão bem ou tanto quanto os camundongos de controle”, disse Johnson. “Vimos efeitos semelhantes na função muscular quando o cérebro foi exposto a proteínas associadas a bactérias e à proteína beta amiloide do Alzheimer. Também vemos evidências de que esse efeito pode se tornar crônico. Mesmo que uma infecção seja eliminada rapidamente, o desempenho muscular reduzido permanece por muitos dias a mais em nossos experimentos.”
Johnson, juntamente com colaboradores da Universidade da Flórida e o primeiro autor Shuo Yang, PhD — que fez este trabalho como pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Johnson — defendem que os mesmos processos são provavelmente relevantes em pessoas. A infecção bacteriana cerebral meningite é conhecida por aumentar os níveis de IL-6 e pode estar associada a problemas musculares em alguns pacientes, por exemplo. Entre os pacientes com COVID-19, proteínas inflamatórias SARS-CoV-2 foram encontradas no cérebro durante a autópsia, e muitos pacientes com COVID longa relatam fadiga extrema e fraqueza muscular mesmo muito tempo após a infecção inicial ter desaparecido. Pacientes com doença de Alzheimer também apresentam níveis aumentados de IL-6 no sangue, bem como fraqueza muscular.
O estudo aponta alvos potenciais para prevenir ou tratar fraqueza muscular relacionada à inflamação cerebral. Os pesquisadores descobriram que a IL-6 ativa o que é chamado de via JAK-STAT no músculo, e é isso que causa a produção reduzida de energia das mitocôndrias. Vários tratamentos já aprovados pela Food and Drug Administration para outras doenças podem bloquear essa via. Inibidores de JAK, bem como vários anticorpos monoclonais contra IL-6 são aprovados para tratar vários tipos de artrite e controlar outras condições inflamatórias.
“Não temos certeza do porquê o cérebro produz um sinal de proteína que é tão prejudicial à função muscular em tantas categorias diferentes de doenças”, disse Johnson. “Se quisermos especular sobre as possíveis razões pelas quais esse processo permaneceu conosco ao longo da evolução humana, apesar dos danos que causa, pode ser uma maneira do cérebro realocar recursos para si mesmo enquanto luta contra doenças. Precisamos de mais pesquisas para entender melhor esse processo e suas consequências em todo o corpo.
“Enquanto isso, esperamos que nosso estudo incentive mais pesquisas clínicas sobre esse caminho e se os tratamentos existentes que bloqueiam várias partes dele podem ajudar os muitos pacientes que sofrem desse tipo de fadiga muscular debilitante”, disse ele.
