7 de Dezembro de 2010

Miostatina: da terapia genética ao doping

por Sérgio Veloso

O Doping é definido como o uso de fármacos ou outros métodos ilegais para o aumento de performance física ou psíquica numa qualquer actividade. A utilização de substâncias dopantes não é prática recente com referências históricas em várias civilizações do passado. É conhecida a importância do desporto na Grécia antiga, onde os atletas vencedores dos Jogos Olímpicos eram elevados à classe de heróis. Platão, ele próprio bi-campeão Olímpico, reconheceu que as honras e recompensas pelo sucesso desportivo levariam inevitavelmente à corrupção do corpo e da mente do atleta (Platão 2005). Já nessa altura eram recomendadas fórmulas para melhorar o desempenho, tal como testículos de ovinos e cão ou o ginseng por exemplo (Higgins 2006). É de notar já nesta época uma associação empírica entre a testosterona e a performance desportiva. Com o passar dos anos, o treino tornou-se mais especializado e profissional, com um controlo rigoroso da alimentação e suplementação dos atletas. Paralelamente, as formas ilícitas de melhoramento da performance também evoluíram. Desde a descoberta da síntese química da testosterona em 1935 (Butenandt and Hanisch 1935), têm aparecido vários esteróides anabolizantes seus derivados, com diferentes graus de androgenicidade e potencial anabólico. Mais recentemente, o uso de hormonas peptídicas, nomeadamente a Hormona do Crescimento, IGF-1 e Eritropoetina, tem ganho adeptos. No entanto, a necessidade de driblar os rigorosos controlos anti-dopagem vigentes hoje em dia impulsionou uma nova abordagem, a terapia genética.

O doping genético é entendido como o uso para fins não terapêuticos de genes ou células manipuladas com o potencial de aumentar a capacidade física ou mental do atleta (Unal and Unal 2004; WADA 2008), e está incluído desde 2003 na lista de substâncias e métodos banidos pela Agência Mundial Anti-Dopagem (WADA). Há quem receie que o doping genético possa ser a plataforma de lançamento para um programa de “melhoramento genético”, na selecção de determinados caracteres físicos e intelectuais, com potencial impacto social e na própria evolução da espécie (Schneider and Friedmann 2006). Trata-se de um assunto sério com implicações éticas, morais e biológicas, com necessidade de regulamentação e implementação de medidas preventivas e dissuasoras, mas acima de tudo de uma discussão aberta.

Existem vários genes humanos cuja manipulação da sua expressão, a nível localizado ou sistémico, poderá aumentar a performance atlética. Entre eles destacam-se os elementos codificantes da Hormona do Crescimento, Eritropoetina, IGF-1 e PPAR-δ, revistos em alguns trabalhos mencionados nas sugestões bibliográficas (Baoutina et al. 2007; Sweeney 2004; Unal and Unal 2004). Em 1997 foi descoberto, pela Drª A. McPherron, o papel da Miostatina no tecido muscular esquelético (McPherron et al. 1997) e desde então vários estudos têm demonstrado o seu potencial terapêutico em casos de distrofia muscular e possíveis efeitos fisiológicos tentadores para aqueles que procuram ganhar vantagem competitiva no desporto. Este pequeno texto pretende rever e compilar algum do conhecimento actual sobre a manipulação génica da miostatina, abordando as aplicações clínicas, papel fisiológico do factor, potencial como agente dopante e riscos associados à reprogramação do alicerce da biologia humana, o nosso DNA.

A Miostatina

O processo de regeneração de tecidos e órgãos há muito que intriga a comunidade cientifica. Segundo a lenda, Prometeus roubou o fogo dos deuses e, como castigo, Zeus ordenou que fosse acorrentado a uma pedra onde, todas as manhãs, uma águia lhe comia parte do fígado. À noite, a porção devorada crescia novamente para regozijo da ave. Apesar de o processo regenerativo de certos órgãos estar bem documentado, existem questões ainda pouco claras. Como é que o corpo sabe que perdeu parte da estrutura? Quais os sinais que o levam a parar o processo de regeneração quando o órgão atinge o tamanho original? É evidente que terão de existir processos reguladores já que o tamanho os órgãos se mantém constante entre indivíduos e relativo ao tamanho do animal. Uma possível explicação surgiu à mais de 30 anos por Bullough, especulando sobre a existência de agentes inibidores secretados pelos tecidos que impedem o seu próprio crescimento (Bullough 1965). Apesar de várias tentativas para identificar estas moléculas, nenhuma prova da sua existência foi encontrada, até 1997, o ano em que uma equipa norte-americana da Universidade da Califórnia descobriu a Miostatina (McPherron et al. 1997).

McPherron e colaboradores, ao procurarem novos elementos da família dos Transforming Growth Factors-β (TGF-β) em roedores, identificaram uma nova sequência nucleotídica à qual chamaram Growth/Diferentiation Factor-8 (GDF-8), encontrada posteriormente em outras espécies animais e apelidada Miostatina. Nos humanos, o gene da Miostatina (Mstn) está inserido no cromossoma 2q.32.2, com apenas 7,7kb organizados em 3 exões e 2 intrões transcritos num único mRNA de 3,1kb, codificante de um péptido com 375 aminoácidos (Gonzalez-Cadavid et al. 1998). Esta proteína primária apresenta uma sequência sinal na região N-terminal, necessária para processamento e secreção, seguida de um pró-péptido (fragmento-LAP, Latency Association Protein) e de uma região de 12kDa C-terminal (Patel and Amthor 2005). Este precursor sofre clivagem, folding e dimerização, após os quais o fragmento-LAP continua agregado à porção C-terminal, induzindo um estado latente biologicamente inerte (Wolfman et al. 2003). Como é norma na família TGF-β, a Miostatina parece ser bastante conservada entre espécies, com 100% de homologia na região C-terminal entre humanos, ratos, porcos e galinhas (McPherron and Lee 1997). É interessante notar como um gene não essencial à reprodução se manteve inalterado na evolução, denotando a importância da sua função biológica.

Função Biológica

Após identificação e caracterização do GDF-8, o passo seguinte era determinar a sua função. Para tal, foi excluída toda a região C-terminal do gene (ratos KO), criando mutantes nulos constitutivos para a Miostatina (McPherron et al. 1997). Em comparação com o genótipo selvagem e heterozigótico, os mutantes homozigóticos eram 30% mais pesados, com um desenvolvimento muscular muito acentuado, especialmente na zona escapular e pélvica, músculo esse responsável por toda a diferença de peso verificada (McPherron et al. 1997). A análise histológica revelou que este aumento ocorreu tanto por hipertrofia como por hiperplasia, com um incremento do número de fibras (86% no tibialis cranialis), quantidade de DNA (aproximadamente 50% superior), e um aumento de 49% da área transversal das fibras no gastrocnemius (McPherron et al. 1997).

Apesar da grande homologia da miostatina entre espécies, não se sabia se a sua função era conservada e se os seus efeitos no rato eram semelhantes a outros modelos animais. Crescimento muscular anormal em gado está documentado há pelo menos 200 anos. O fenótipo da raça Belgian Blue é semelhante ao de ratos KO para Miostatina, tendo sido encontrada uma delecção de 11 nucleótidos no gene, resultando numa proteína truncada na zona C-terminal, não funcional (McPherron and Lee 1997). Concordante com a conservação de função e sequência, este gene está presente no cromossoma 2 de Belgian Blue, numa região sinténica à 2q32 em humanos, onde se mapeou Mstn (McPherron and Lee 1997). Nishi estudou o efeito de duas mutações bovinas distintas (raça Belgian Blue e Piedmontese) em ratos, concluindo que o processo de aumento muscular é diferente consoante a mutação, hiperplasia em missense (Piedmontese) e hipertrofia em frameshift (Belgian Blue). Isto sugere uma heterogeneidade de fenótipos com pelo menos dois mecanismos de sinalização independentes a regular o número e tamanho das fibras musculares (Nishi et al. 2002).


Belgian Blue

Outro aspecto importante no estudo da função biológica da Miostatina é conhecer o seu efeito quando expressa em excesso. Através da injecção de células modificadas para produção induzida de Miostatina em ratos, Zimmers e sua equipa verificaram um decréscimo de 30% no peso corporal em 16 dias, 50% correspondente a perda de massa muscular, desaparecimento quase total de tecido adiposo e desenvolvimento de hipoglicémia severa (Zimmers et al. 2002). A sobre-expressão de miostatina especificamente no músculo estriado, sob controlo do promotor da Creatina-cinase (CK), promoveu uma redução de peso na ordem dos 25% em músculos individuais, apenas por decréscimo do tamanho das fibras, com uma redução de 17% na massa do miocárdio (Reisz-Porszasz et al. 2003). Ao contrário dos resultados de Zimmers, a sobre-expressão músculo-específica de Miostatina causou um aumento de tecido adiposo. Curiosamente, este aumento apenas se verificou em machos, sugerindo uma função ligada ao sexo ainda não desvendada (Reisz-Porszasz et al. 2003).

Biossíntese e Mecanismos de Sinalização Celular

Após síntese, a proteína precursora é processada de forma a atingir o seu estado bioactivo (McPherron et al. 1997). Uma primeira clivagem proteolítica remove a sequência sinal, necessária ao encaminhamento para a via secretória. Uma segunda clivagem separa os fragmentos N-terminal (pró-péptido) e C-terminal, este último homodimerizando por ligação dissulfido (Wolfman et al. 2003). Após processamento, o pró-peptido (LAP) liga-se de forma não-covalente à região madura (a Miostatina propriamente dita), mantendo-a num estado latente, incapaz de interagir com os receptores celulares (Lee and McPherron 2001). É desta forma, e em associação com outras proteínas, que a Miostatina se encontra na corrente sanguínea, actuando de forma endócrina (Zimmers et al. 2002). Existem algumas evidências de que LAP pode heterodimerizar com outras proteínas aparentadas, as proteínas TGF-β Latentes (LTBP), capazes de se ligar a elementos da matriz extracelular (ECM) e permitindo a concentração do complexo nessa zona. Este facto levanta a hipótese de que a integridade da ECM possa ser um factor importante na regulação da Miostatina (Patel and Amthor 2005).

A activação da Miostatina pressupõe destabilização do complexo latente. Através do seu padrão de clivagem, Wolfman et al. colocaram a hipótese de a enzima responsável pela dissociação do pró-peptido pertencer à família das metaloproteínases BMP-1/TLD (Bone-Morphogenetic Protein-1/Tolloid). A incubação do complexo latente purificado com BMP-1/TLD resultou na clivagem completa de LAP e activação da Miostatina (Wolfman et al. 2003). Apesar de ainda não se conhecer ao certo o responsável in vivo pela clivagem proteolítica, a expressão específica de membros da família BMP-1 no músculo-esquelético aponta a mTLL-2 como possível candidato (Scott et al. 1999).

Como é norma na família TGF-β, a Miostatina sinaliza através de um complexo transmembranar heterodimérico de receptores Serina/Treonina cinase, os receptores de Activina Tipo-II (ActRIIA e ActRIIB), com maior afinidade para ActRIIB (Lee and McPherron 2001) . A expressão de um receptor truncado, disfuncional, resulta num aumento de massa muscular semelhante ao KO de Mstn em ratos (Lee and McPherron 2001). ActRII recruta e fosforila co-receptores tipo I ALK-4 e ALK-5, dando inicio à via de sinalização Smad que regula a transcrição génica (Rebbapragada et al. 2003). A oncoproteína SKI é um conhecido repressor de TGF-β por inibição da via Smad (Chen et al. 2007). Já antes da descoberta de GDF-8 havia conhecimento de que ratos com expressão aumentada de Ski apresentavam uma hipertrofia muscular acentuada (Sutrave et al. 1990) e que mutantes nulos do mesmo gene tinham menos massa muscular que o normal (Berk et al. 1997). Como tal, parece evidente que SKI bloqueia a Miostatina através da inibição de proteínas Smad.

A Miostatina é apenas um dos ligandos dos receptores Activina II, presentes em vários tipos de células, questionando-se como a especificidade de sinal é atingida. Uma explicação simples é a expressão regulada e localizada de BMP-1/TLD, activando o complexo apenas onde e quando é necessário. Outra hipótese é a expressão restrita de ActRII e do receptor tipo I apropriado. Apesar de várias moléculas sinalizarem através de ActRIIB e ALK-4 (complexo Tipo II-I), é a primeira vez que se demonstra a capacidade de ALK-5 em interagir com ActRIIB (Rebbapragada et al. 2003), sugerindo-o como responsável pela especificidade de sinalização.

Regulação

Para além da regulação pelas metaloproteinases BMP-1/TLD na clivagem do complexo latente pró-péptido-Miostatina, um importante mecanismo in vivo (Hill et al. 2002), existem outros processos responsáveis pelo controlo da sua actividade. Lee e McPherron demonstraram a capacidade da Folistatina em bloquear a ligação de GDF-8 a ActRIIB e que a sua sobre-expressão em ratos induzia aumentos de massa muscular até 327% em certos músculos relativamente ao grupo controlo (Lee and McPherron 2001). Além do mais, co-mutantes nulos para Mstn e que sobre-expressam Folistatina, apresentam quase o dobro da massa muscular de mutantes apenas para a Miostatina, sugerindo que existe pelo menos outro ligando TGF-β que exerce uma acção concertada com GDF-8 na regulação do músculo-esquelético (Lee 2007). Concordante com esta hipótese, a administração de receptores solúveis disfuncionais ACVR2B, capazes de sequestrar outros membros da família TGF-β, provoca incrementos de músculo superiores à mutação nula da Miostatina por si só (Lee et al. 2005).

A análise do complexo circulante latente revela mais uma proteína capaz de interagir com a Miostatina, a FLRG (Follistatin-Related Gene), ligando-se directamente a esta e inibindo a sua actividade (Hill et al. 2002). É proposto que a ligação do FLRG à MSTN se dê após ligação desta ao receptor. O início do processo de sinalização accionaria um feedback negativo com secreção de FLRG e inibição da Miostatina por ligação física entre ambos (Hill et al. 2002).

Outra proteína, GASP-1, foi encontrada em associação com a Miostatina em soro humano e com a capacidade de inactivação (Hill et al. 2003). A expressão de GASP-1 é bastante elevada no músculo-esquelético, sugerindo que esta se poderá ligar ao complexo durante o seu processamento ou pouco depois da secreção. GASP-1 não só se liga a região madura como também ao pró-péptido de forma independente deixando no ar a possibilidade de existência de outros mecanismos de regulação ainda desconhecidos (Hill et al. 2003).

O esclarecimento sobre os mecanismos de regulação da actividade da Miostatina é fundamental para o desenvolvimento de métodos com possível aplicação terapêutica. Tudo indica que vários processos actuam em concerto, sublinhando o importante papel biológico deste factor. Existem ainda várias questões que exigem resposta, como que outros factores actuam com a Miostatina no controlo do desenvolvimento muscular e que efeitos induzem noutros tecidos que não o músculo-esquelético.

Inibição da Proliferação de Mioblastos e Células Satélite

É possível que o processo de hiperplasia muscular potenciado pela Miostatina seja regulado por acção directa no desenvolvimento e diferenciação de mioblastos. C2C12 é uma linha celular miogénica de rato bem caracterizada que simula a diferenciação do tecido muscular in vitro (Rios et al. 2001), tendo sido bastante utilizada no estudo do papel regulador da MSTN na miogénese. A progressão no ciclo celular é regulada positivamente por Ciclinas e cinases Ciclina-dependentes (Cdk), e inibida por membros das famílias p16 e p21. A Miostatina é capaz de bloquear a proliferação de células mioprogenitoras por um aumento de p21 e consequente inibição de Cdk2 (Thomas et al. 2000). No entanto, mRNA de Miostatina é induzido no decorrer do processo miogénico, com o estabelecimento de um estado pós-mitótico resistente a apoptose, influenciando tanto a proliferação como a sobrevivência das células em diferenciação (Rios et al. 2001). A inibição do processo de diferenciação parece ser induzido pela regulação negativa de factores miogénicos, nomeadamente a Miogenina e MyoD (Joulia et al. 2003).

Como McPherron e colaboradores demonstraram, o aumento de massa muscular em ratos Mstn-/- deve-se tanto a hiperplasia como hipertrofia (McPherron et al. 1997), sugerindo as células satélite como potencial alvo da Miostatina. Elas constituem um reservatório de células estaminais mononucleadas quiescentes associadas às fibras musculares que, após estímulo, se diferenciam e se fundem com estas no processo de hipertrofia (Le Grand and Rudnicki 2007). McCroskery, demonstrou que a MSTN é um potente inibidor da activação das células satélite e contribui para a sua manutenção indiferenciada. A maior activação e proliferação destas células em Mstn-/- sugere que pode ser este o principal mecanismo para o aumento de massa muscular pós-natal e hipertrofia (McCroskery et al. 2003). Quando o crescimento ou regeneração musculares são necessários, a Miostatina é inibida (Roth et al. 2003) e as células satélite libertadas do estado quiescente.

Resposta à Estimulação Mecânica

Roth e sua equipa, demonstraram que o trabalho de força reduz significativamente a expressão do mRNA de MSTN, independentemente do sexo ou idade (Roth et al. 2003), demonstrando uma resposta directa da Miostatina à carga muscular. Resultados semelhantes foram atingidos mais tarde com exercício isométrico (Kim et al. 2005) e isotónico (Raue et al. 2006), verificando-se agora uma diminuição da resposta com a idade. Da mesma forma, verifica-se uma atenuação de inibidores do ciclo celular e regulação positiva de Ciclina D1 e D2 em células satélite (Kim et al. 2005) que, como vimos, são inibidas pela MSTN (McCroskery et al. 2003). Se o exercício diminui a expressão de Mstn, é lógico pensar que atrofia seja causada por situação inversa. O mRNA de Miostatina aumenta na ausência de gravidade (Lalani et al. 2000), descarga muscular (Wehling et al. 2000) ou em casos de osteoartrite (Reardon et al. 2001), tendo sido igualmente detectados níveis elevados de MSTN em pacientes HIV-positivos com sintomas de degeneração muscular (Gonzalez-Cadavid et al. 1998). Outra descoberta interessante foi a regulação da libertação da MSTN pelo cap de Titina, molécula capaz de se ligar à Titina, uma proteína encontrada em sarcómeros com funções na contracção muscular e manutenção da sua integridade (Nicholas et al. 2002). Pode-se pensar numa possível regulação a este nível, onde a contracção e dano musculares regulam a bio-disponibilidade da Miostatina.

Um Caso Humano

No ano 2000, nasce na Alemanha um rapaz mutante homozigótico, cujo gene produz uma Miostatina truncada, com perda de função (Schuelke et al. 2004). É o primeiro caso documentado em humanos. O seu peso à nascença estava situado no percentil 75 e apresentava cerca de metade da gordura subcutânea média para um recém-nascido. A análise morfométrica do quadricipe revelou músculos com maior área de secção transversal, superior à média 7,2 vezes o desvio padrão (6,72cm2 vs 3,13+/-0,49), e um fémur de diâmetro normal. Á parte dessas características, tudo indica que seja perfeitamente saudável. Com 4 anos de idade, esta criança era capaz de segurar pesos de 3kg com braço estendido em elevação lateral (Schuelke et al. 2004).

Curiosamente, ou não, é descendente directo uma ex atleta profissional, heterozigótica para a mutação (Schuelke et al. 2004). Apesar de o pai ser incógnito, é de esperar que também apresente esta alteração genética. Esta situação questiona acerca da frequência da mutação na população humana em heterozigotia, sem fenótipo óbvio, e, sendo a mãe atleta de profissão, se não haverá mais casos semelhantes e se a presença de um alelo mutante não trará uma vantagem competitiva.

O acompanhamento do crescimento e desenvolvimento desta criança pode ajudar a compreender o efeito da ausência de MSTN em humanos e avaliar potenciais riscos de métodos terapêuticos baseados na sua inibição. Esperemos para breve mais notícias sobre o seu desenvolvimento e estado de saúde.


Ultrasom e análise morfométrica do quadricipe. F – fémur; VI – Vastus Intermedialis, VL – Vastus Lateralis; VM – Vastus Medialis; RF – Rectus Femoris. (Schuelke et al, 2004)


7 meses de idade

Terapia Genética

A terapia genética é, por regra geral, uma terapia aditiva, em que se transfere um gene para uma célula que contém uma cópia deficiente. A manipulação incide essencialmente sobre as células somáticas, sem perpetuação do transgene na descendência. Uma outra forma de terapia genética é a regulação e silenciamento de genes endógenos através de técnicas como o RNA de interferência e oligonucleótidos antisense. De grande importância para a terapia anti-Miostatina foi o desenvolvimento de anticorpos específicos capazes de a inibir, com resultados positivos quer em humanos, quer em roedores.

Distrofia Muscular e Sarcopenia

A distrofia muscular é uma doença degenerativa, com sintomas semelhantes à sarcopenia, perda de músculo com o avançar da idade, caracterizada pela morte de fibras e sua substituição por infiltrações fibróticas e gordura (Sweeney 2004). Esta patologia é causada pela ausência ou perda de função da Distrofina, uma proteína presente no sarcolema. Até bem recentemente, pesava-se que esta proteína apenas tinha como função a protecção das fibras musculares ao dano gerado durante a contracção, como que amortecendo os choques e canalizando a energia através da membrana (Batchelor and Winder 2006). No entanto, existe também uma função de transdução de sinais e regulação da homeostase do Cálcio intracelular que pode resultar em apoptose e necrose do tecido (Batchelor and Winder 2006).

Nesta doença, a destruição do músculo acontece a ritmo muito superior à regeneração. Uma terapia que aumente a capacidade regenerativa do músculo poderia ajudar na atenuação dos sintomas da distrofia. A contracção muscular causa danos, microtraumas, que induzem factores estimuladores da proliferação e diferenciação de células satélite, uma reserva de células estaminais intimamente ligada às fibras musculares. Estas diferenciam-se em mioblastos e fundem-se com as fibras já existentes, reparando-as e aumentando o seu diâmetro (Le Grand and Rudnicki 2007; Sweeney 2004). Como vimos, a Miostatina inibe esta proliferação/diferenciação, representando um potencial terapêutico tentador. Experiências com ratos mdx, modelo para a distrofia muscular de Duchenne, caracterizada pela ausência de Distrofina, verificaram isso mesmo. Wagner e colaboradores verificaram um melhoramento significativo da condição histopatológica do músculo do diafragma e regressão do fenótipo distrófico em mutantes nulos para a Miostatina e Distrofina (Wagner et al. 2002). A injecção de anticorpos monoclonais anti-MSTN em ratos mdx teve resultados semelhantes, com sinais claros de regeneração muscular e redução dos níveis serológicos de Creatina-cinase (CK) (Bogdanovich et al. 2002). Este tipo de intervenção com anticorpos, menos invasiva que a mutação induzida, apresenta um grande potencial terapêutico em humanos. Da mesma forma, a atrofia muscular por desuso poderá ser atenuada com a intervenção terapêutica, tendo sido encontrados altos níveis de MSTN nessas condições (Reardon et al. 2001).

Catabolismo Induzido por Glucocorticóides

A perda de músculo verificada com a administração de glucocorticóides está relacionada com a Miostatina (Ma et al. 2003), promovendo a proteólise pelo sistema ubiquitina-proteossoma e lisossoma (Gilson et al. 2007). A sua inibição previne esse mesmo processo degenerativo, evidenciando um potencial mecanismo para atenuar os efeitos secundários da utilização terapêutica de glucocorticóides (Gilson et al. 2007).

Perda de Massa Muscular Associada ao HIV

Em indivíduos com manifestação do HIV em que se verifica perda de peso foram encontrados níveis mais elevados de Miostatina, existindo uma relação entre esses níveis e a quantidade de massa muscular perdida (Gonzalez-Cadavid et al. 1998). Por razões óbvias não se verificou o efeito da supressão de MSTN mas é lógico pensar num efeito positivo e possível aplicação terapêutica.

Obesidade e Intolerância à Glicose

Em adultos, a Miostatina é predominantemente expressa no músculo-esquelético, tendo sido detectada também no tecido adiposo (McPherron et al. 1997). Ratos KO para a miostatina acumulam menos gordura com a idade, ou por inibição directa da proliferação de adipócitos ou apenas pelas alterações metabólicas inerentes a um aumento de massa muscular. Adicionalmente verificou-se também uma melhoria no metabolismo da glicose, com supressão do desenvolvimento de hiperglicémia em ratos Lepob/ob, mutantes para a leptina (McPherron and Lee 2002). Da mesma forma, Zhao e colaboradores demonstraram que a inibição da miostatina resulta na prevenção de obesidade e resistência à insulina. Enquanto que ratos de genótipo selvagem em regime alimentar rico em gorduras desenvolveram adiposidade e intolerância à glicose, os parentes transgénicos eram saudáveis. Como esperado, os ratos mutantes revelaram desenvolvimento muscular acentuado, com níveis normais de Insulina, Leptina e Resistina, marcadores de obesidade e desordens metabólicas, quando sujeitos a uma dieta rica em gorduras. O nível sérico de Adiponectina em ratos transgénicos era elevado em comparação com o genótipo selvagem, evidenciando um maior transporte e oxidação de ácidos gordos no tecido muscular (Zhao et al. 2005).

A ideia da extrapolação destes resultados para modelos humanos é tentadora para o tratamento de doenças metabólicas, com as devidas reticências quanto a possíveis efeitos colaterais. Muito pouco se sabe acerca do papel da MSTN na regulação do tecido adiposo.

MYO-029

O MYO-029 é um anticorpo recombinante humano de alta afinidade para a Miostatina em fase de testes para tratamento de distrofias musculares. Os resultados da fase I/II, com o objectivo de avaliar a segurança do tratamento, saíram em Maio de 2008 e são positivos. De uma forma geral, o MYO-029 aparenta ser bem tolerando com alguns indivíduos a apresentarem reacções cutâneas estranhas, como urticária, em doses mais elevadas da droga. Não se verificaram anomalias no tecido cardíaco ou liso, com um ligeiro aumento de massa muscular, na ordem dos 3%, sem incremento de força (Wagner et al. 2008). Quanto à eficácia do tratamento, outros trials terão de ser feitos para serem tiradas conclusões mas, segundo parece, o MYO-029 apresenta margem de segurança para testes mais alargados.

O Doping Genético

A Agência Mundial Anti-Doping define doping genético como a utilização não terapêutica de métodos ou genes capazes de melhorar a performance atlética. No entanto a questão coloca-se. O que é o uso não terapêutico? Pacientes submetidos a terapia genética poderão competir? É uma definição ambígua que necessita de ser clarificada.

A Miostatina e o Doping

A raça de cães Whippet tem sido seleccionada artificialmente para corridas e recentemente foram relatados casos de animais excepcionalmente musculados. A análise genómica encontrou mutação no gene da Miostatina, o que não é de estranhar tendo em conta o fenótico semelhante a outros animais também mutantes (Mosher et al. 2007). Em heterozigotia, esta mutação confere grande vantagem em corridas de cães (Mosher et al. 2007). Neste trabalho foi demonstrada pela primeira vez uma relação positiva entre a Miostatina e a performance atlética. O potencial aumento de massa muscular e capacidade regenerativa dos músculos são atractivo suficiente para se pensar numa utilização adicional ao tratamento clínico, direccionada ao aumento de rendimento desportivo.


Whippet Bully

Detecção

A grande “vantagem” do doping genético é a dificuldade na sua despistagem. Caso o transgene tenha a sua expressão confinada a um determinado tecido é necessária uma biopsia, não prevista no regulamento actual. Foram no entanto desenvolvidas novas técnicas menos invasivas, com recurso a agulhas mais finas e PCR (Guescini et al. 2007), de potencial uso no controlo anti-dopagem. Para além da análise genómica, cara e morosa, existem alguns métodos possíveis para o controlo, como o desenvolvimento de anticorpos específicos para o vector viral utilizado ou microarray, necessitando este último de uma base de dados com o padrão de expressão basal de cada atleta (Azzazy et al. 2005). Quanto à despistagem de substâncias modeladoras ou de silenciamento de determinados genes, como anticorpos no caso da MSTN, não deverá ser problemática já que a sua aplicação terapêutica pressupõe a existência de métodos de quantificação e detecção.

Riscos da Terapia Genética

Existem riscos gerais associados à terapia genética que têm de ser considerados. Primeiro existe a questão das diferenças entre os modelos laboratoriais e o Homem, como, por exemplo, a nível da anatomia e fisiologia, a eficiência do promotor e vector depende do hospedeiro, a taxa metabólica é diferente e não é raro o desenvolvimento de reacções auto-imunes quando se passa do modelo rato para primatas de grande porte (Baoutina et al. 2007). Outra questão relevante é o potencial oncogénico do transgene por incorrecta inserção em genes endógenos ou sequências reguladoras (Baoutina et al. 2007).

Especificamente em relação à Miostatina, o bloqueio completo leva a um decréscimo da capacidade de gerar força muscular específica. Ratos mutantes, com músculos maiores, não são significativamente mais fortes que os selvagens (Amthor et al. 2007). No mesmo trabalho foi encontrado um aumento da proporção de fibras musculares tipo IIb e um decréscimo da capacidade oxidativa traduzida num menor número de mitocôndrias e redução da actividade enzimática (Amthor et al. 2007). Uma vez que o bloqueio da respiração mitocondrial é causa de fraqueza, é possível que seja essa a explicação para a redução de força músculo-específica verificada em mutantes nulos para a MSTN (Amthor et al. 2007). Da mesma forma, Rehfedlt et al. verificaram uma preferência metabólica para a glicólise e uma redução na capilaridade muscular, com possíveis efeitos adversos (Rehfeldt et al. 2005).

Mais recentemente foi descoberta uma possível relação entre a Miostatina e a estrutura e funcionalidade dos tendões. Ratos Mstn-/- apresentam tendões mais pequenos, hipocelulares e frágeis, com redução na expressão de genes activadores da proliferação de fibroblastos (Mendias et al. 2008). Tendões quebradiços, susceptíveis a lesões, são um problema para os atletas e um passo atrás para o doping genético.

Sharma e colaboradores estudaram a expressão de MSTN no tecido cardíaco e verificaram que esta aumentava após enfarte do miocárdio, representando talvez um papel importante na recuperação pós-trauma (Sharma et al. 1999). A actividade da Miostatina em outros tecidos que não o músculo-esquelético levanta questões acerca de possíveis efeitos secundários ainda não conhecidos. São precisos mais estudos para se poder avaliar a segurança de uma eventual terapia genética em humanos.

Considerações Finais

É evidente o potencial terapêutico da manipulação da Miostatina em humanos em diferentes quadros clínicos como miopatias ou mesmo obesidade e síndrome metabólico. No entanto, muitas questões carecem resposta antes de um tratamento ser disponibilizado. Que influência tem a sua manipulação em outros tecidos? Porquê tantos mecanismos de controlo? Que papel desempenha cada mecanismo num determinado tecido? Certamente que algumas respostas virão em tempos próximos mas até lá apenas se pode especular sobre uma potencial terapia genética segura e eficaz. Apesar de não ser ético utilizar o Homem como modelo de testes, voluntários não faltariam motivados pelo potencial aumento de rendimento desportivo e, porque não, estético. O fisioculturismo é hoje em dia um negócio de milhões e uma droga ou terapia capaz de superar os limites da genética humana é apelativa para quem o tamanho conta. Citando H. Lee Sweeney, fisiólogo da Universidade de Pensilvânia, “Things that make your muscles healthy when they are old are going to make them healthier when they are young”.


Referências Bibliográficas

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