O UCSF cientistas que identificou os conhecidos dois genes humanos que promovam a curto natural do sono” – nocturno do sono que dura de quatro a seis horas, mas deixa as pessoas se sentindo bem descansado – descobriram agora um terceiro, e é também o primeiro gene que já foi mostrado para impedir que os déficits de memória que normalmente acompanham a privação de sono. Os pesquisadores acreditam que esta última descoberta pode um dia levar a um alvo drogável para terapias que melhoram o sono e tratam distúrbios do sono.
os resultados, detalhados num estudo publicado em outubro. 16, 2019, na Medicina Translacional científica, foram anunciados apenas semanas depois que a mesma equipe relatou sua descoberta do segundo gene do sono curto, uma conquista que foi uma década em construção.
“há dez anos, quando identificamos o primeiro gene do sono curto, o campo da genética do sono estava na sua infância. As pessoas não achavam que os genes pudessem influenciar significativamente os comportamentos do sono, e grandes avanços eram raros. Hoje o campo está avançando muito mais rapidamente, e estamos começando a ter uma melhor imagem de quão importantes são seus genes para ter uma boa noite de sono”, disse Ying-Hui Fu, PhD, professor de neurologia e membro do Instituto de Neurociências da UCSF Weill, que liderou as equipes de pesquisa que identificaram todos os três genes conhecidos do sono curto.
Fu e sua equipe identificaram o mais novo gene em um par pai-filho que teve uma média de apenas 5,5 e 4.3 horas de sono por noite, respectivamente-muito menos do que as oito ou mais horas de que a maioria das pessoas precisa para evitar sentir-se Privado de sono.
Ying-Hui Fu, PhD, e Louis Ptáček, MD, sênior autores do estudo, no qual identificou um terceiro curta “suspensão” do gene. Os pesquisadores acreditam que esta última descoberta pode um dia levar a um alvo drogável para terapias que melhoram o sono e tratam distúrbios do sono.
“há sérias consequências para a saúde associadas à privação do sono”, disse Louis Ptáček, MD, professor de Neurologia, co-autor sênior do novo estudo, e membro do Instituto Weill. “As pessoas que são cronicamente privadas do sono são mais propensas a sofrer de obesidade, diabetes, problemas cardiovasculares, depressão e déficits cognitivos.”
mas como outros dormentes curtos naturais, o par pai-filho não parece experimentar nenhum dos efeitos adversos cognitivos ou físicos que geralmente acompanham a privação do sono. Fu e Ptáček queriam saber porquê.
Os investigadores realizaram o sequenciamento genético em ambos, pai e filho, e concentrou em uma única letra de mutação em um gene chamado NPSR1, que codifica uma sinalização de proteína que fica na superfície dos neurônios e foi mostrado anteriormente para ser envolvido na regulação do sono. Tal como as mutações nos outros genes conhecidos do sono curto, esta mutação é extremamente rara, ocorrendo em menos de um em cada 4 milhões de pessoas.
para entender a função do gene no cérebro, os pesquisadores realizaram uma série de experimentos em ratos que foram geneticamente modificados para levar uma mutação idêntica na versão do rato NPSR1. Ratos com a mutação passaram menos tempo dormindo e eram mais ativos fisicamente do que aqueles sem ela, em parte porque, no nível bioquímico, a versão mutante da NPSR1 se comporta de forma diferente da versão mais comum da proteína.
NPSR1 é parte de uma via de sinalização no cérebro que promove a vigília. Quando é activado, liga outras proteínas na mesma via, ligando-lhes uma modificação química. Para testar se as versões mutantes e não mutantes da NPSR1 foram capazes de ativar componentes desta via no mesmo grau, os pesquisadores injetaram um composto que desencadeia NPSR1 em ratos normais e geneticamente modificados. Eles então analisaram proteínas a jusante da NPSR1 para ver quantos deles tinham sido modificados quimicamente para promover a ativação. Eles descobriram que o NPSR1 mutante ativou muitas mais proteínas a jusante do que a versão não mutante.
os investigadores realizaram então uma experiência complementar e descobriram que a NPSR1 mutante é mais fácil de desencadear do que a versão não mutante da proteína. Juntos, estes resultados sugerem que a versão da NPSR1 associada ao sono curto é mais fácil de ativar, e também é melhor em mudar para outros componentes desta via de promoção da vigília.
os investigadores voltaram-se para um teste de memória. Ratos foram colocados em uma câmara especialmente projetada e autorizados a explorar o seu novo ambiente por alguns minutos, após o que uma corrente elétrica foi ligada para chocar suavemente seus pés. Quando ratos normais são removidos da câmara e retornam para ela um dia depois, eles se lembram do choque e ou congelam ou vagueiam pela câmara mais lentamente — mas apenas se eles tiveram sono suficiente.
em contrapartida, os ratos com falta de sono apresentam défices de memória (tal como os humanos com falta de sono) e têm dificuldade em formar memórias duradouras da experiência de choque. Quando regressam à câmara um dia depois de estarem chocados, não exibem nenhum dos comportamentos esperados com base no medo. Mas os portadores da versão mutante da NPSR1 se lembraram dos choques elétricos, mesmo depois de serem privados de sono.
“NPSR1 não só promove o sono curto, como também evita problemas de memória que normalmente resultam da privação do sono”, Disse Fu. “Este é o primeiro gene que alguém descobriu que exerce um efeito protetor contra uma das muitas consequências adversas da privação do sono.”
e porque a proteína NPSR1 é um receptor de superfície celular, os pesquisadores acreditam que um dia pode ser possível desenvolver drogas que ativam ou interferem com NPSR1.
“Não só esta descoberta, que nos proporciona uma melhor compreensão de como os genes contribuem para um sono incomum fenótipo, ele também oferece um atraente destino para futuras terapias que podem ajudar a tratar distúrbios do sono ou evitar certos déficits cognitivos associados com a falta de sono,” Ptáček disse. Autores: Adicionais autores incluem Lijuan Xing, Guangsen Shi, Yulia Mostovoy, Nicholas W. Gentry, Zenghua Fã, Thomas B. McMahon, e Pui-Yan Kwok da UCSF; e Christopher R. Jones, da Universidade de Utah.
Financiamento: Este estudo foi apoiado pelo NIH subsídios T32 HL007731, HG005946, NS099333, NS072360, NS104782 e P30 DK063720; e por William Bowes Neurogenética do Fundo.
divulgações: os autores não declaram interesses concorrentes.
a Universidade da Califórnia, São Francisco (UCSF) está focada exclusivamente nas ciências da saúde e se dedica a promover a saúde em todo o mundo através de pesquisa biomédica avançada, educação de nível superior nas ciências da vida e profissões da saúde, e excelência em cuidados aos pacientes. A UCSF Health, que serve como principal centro médico acadêmico da UCSF, inclui hospitais especializados de topo e outros programas clínicos, e tem afiliações em toda a área da Baía.