CNTF

O gene CNTF promove a sobrevivência de várias células neuronais (IP et al. 1991), e está localizado no cromossomo 11q12.2 (GIOVANNINI, ROMO, EVANS, 1993), conforme figura abaixo.

FIGURA 5: Desenho esquemático destacando que o CNTF encontra-se no braço longo do cromossomo 11 (11q12.2).

FONTE: GIOVANNINI, ROMO, EVANS, 1993.

Em seguida, o gene CNTF está esquematicamente representado com as regiões codificadoras ou exons (compartimentos em negrito) e não codificadoras ou

introns (linhas).

FIGURA 6: Desenho esquemático do CNTF representando as regiões codificadoras e não codificadoras.

FONTE: LAM et al. 1991.

A proteína codificada por este gene é um peptídeo de 200 aminoácidos com peso molecular de 22 kD, cuja ação, a princípio, parecia ser restrita ao sistema nervoso, onde ela promove a sobrevivência e o crescimento demasiado - desencadeado pelo processo inflamatório - em certas populações neuronais. A proteína é um potente fator de sobrevivência para os neurônios e oligodendrócitos e

pode ser relevante na redução da destruição tecidual durante ataques inflamatórios (LAM et al. 1991; VERGARA, RAMIREZ, 2004). Em 1994, Takahashi et al. identificaram um polimorfismo no gene CNTF, em que o alelo mutado é representado por uma transição de guanina para adenina na posição -6 do primeiro

íntron. Esta mutação promove a inserção de 4 ribonucleotídeos no início do éxon 2, resultando na produção de uma proteína truncada com apenas 62 aminoácidos. Nos 391 japoneses avaliados, 61,9% foram homozigotos normais, 35,8% heterozigotos e 2,3% homozigotos mutantes. A ilustração a seguir mostra o ponto de mutação e a inserção de quatro ribonucleotídeos no início do éxon.

FIGURA 7: Apresentação do ponto de mutação (G→A) e a inserção dos 4 ribonucleotídeos no início do éxon. FONTE: Adaptado de TAKAHASHI et al. 1994.

O CNTF foi inicialmente identificado e descrito pela sua habilidade em promover o crescimento dos neurônios parassimpáticos dos gânglios embrionários de aves (BARBIN, MANTHORPE, VARON, 1984). Além disso, outros estudos demonstraram a habilidade do CNTF em promover o crescimento de neurônios sensórios (SKAPER, VARON, 1986), simpáticos (BLOTTNER, BRUGGEMANN, UNSICKER, 1989), hipocampais (IP et al. 1991) e motoneurônios (ARAKAWA, SENDTNER, THOENEN, 1990; SENDTNER et al. 1991). De acordo com Stöckli et

al. (1991) esta citocina é encontrada principalmente no citoplasma das células de Schwann mielinizadas e nos astrócitos, contudo, o mecanismo pelo qual ocorre sua liberação ainda permanece obscuro. Por outro lado, foi sugerido (SENDTNER et al.

Alelo normal Alelo mutante

1997) que a danificação de um nervo pode causar a ruptura dessas células, permitindo assim, sua liberação.

Além das funções desempenhadas pelo CNTF, descritas anteriormente, Masu

et al. (1993) demonstraram que a anulação da expressão gênica do CNTF em ratos resultou em uma atrofia progressiva e perda de motoneurônios, que culminou em uma pequena, mas significante redução na força muscular. Em 1993, no estudo realizado por Forger et al. foi examinada a habilidade do CNTF em prevenir a degeneração do sistema neuromuscular em ratas em desenvolvimento, e se constatou que o CNTF pôde preservar os motoneurônios, além de resultar em um aumento de 17% na área das fibras musculares. Diante das evidências encontradas nestes estudos, nota-se que o CNTF, além do papel neurotrófico já estabelecido, também desempenha função miotrófica (VERGARA, RAMIREZ, 2004).

Em 1997, Marques e Neto também notaram que o CNTF reduz a atrofia observada com a desnervação, sugerindo seu papel como um fator trófico para as células musculares. Neste sentido, os autores estudaram os efeitos da administração do CNTF in vivo na capacidade de regenerar fibras musculares esqueléticas. Os resultados mostraram que o CNTF aumentou o número de miofibras em regeneração, porém os valores vistos nos grupos controle e tratamento não foram significativamente diferentes. Posteriormente, Guillet et al. (1999) verificaram que o CNTF participa na sobrevivência de motoneurônios, reduz a desnervação induzida por atrofia do músculo esquelético e aumenta força muscular. O estudo realizado por Wang e Forsberg (2000) mostrou que os efeitos do CNTF no metabolismo da proteína foram dependentes do tempo e da dose. O CNTF, quando administrado em concentrações que variam de 1 a 10 ng/ml, aumentou a síntese de proteínas miofibrilares depois de 12 horas de exposição, mas não tem efeito na

síntese de proteínas não-miofibrilares. Exposições longas ao CNTF (24h) reduzem a síntese de proteínas não-miofibrilares e não tem efeito na síntese de proteínas miofibrilares. Altas concentrações de CNTF (10 a 20 ng/ml) reduziram a degradação de proteínas miofibrilares, mas não tem efeito na degradação de proteínas não-miofibrilares.

Fraysse et al. (2000) relataram que a administração subcutânea de CNTF preveniu a redução de força e a atrofia do músculo solear de ratos, sugerindo, portanto, que o CNTF desempenha efeitos tróficos no tecido muscular. Peroulakis e Forger (2000) observaram se o volume do músculo do assoalho pélvico é aumentado em ratas tratadas com CNTF durante o período de nascimento. Constataram que o tratamento com CNTF aumentou o número de fibras musculares em mais de 300%, porém não apresentou efeitos no tamanho das fibras.

Roth et al. (2001) examinaram a relação entre o CNTF e força muscular em 494 homens e mulheres saudáveis. A idade, sexo e massa corporal foram usados como covariáveis. Os indivíduos heterozigotos (G/A) para a mutação nula do CNTF exibiram maior pico de torque concêntrico dos músculos extensores e flexores do joelho que homozigotos G/G. Quando a MLG dominante foi usada no lugar de massa corporal, o pico de torque concêntrico de extensores de joelho também foi significativamente melhor nos indivíduos G/A. O mesmo foi observado para a qualidade muscular nos extensores de joelho dos voluntários G/A. Estes dados indicam que indivíduos exibindo o genótipo G/A possuem melhor força e qualidade muscular, bem como contração relativamente mais rápida que indivíduos G/G.

Ramirez, Retamal e Vergara (2003) estudaram os efeitos de baixas doses de CNTF liberado sistematicamente por uma bomba osmótica, através das propriedades mecânicas e elétricas dos músculos rápidos e lentos inervados e

desnervados. O CNTF induziu descargas elétricas espontâneas e mostrou forças de contração nos músculos inervados, mas não preveniu as mudanças induzidas por desnervação. Em baixas doses, o CNTF não exerceu seu papel miotrófico sobre os músculos desnervados, mas afeta claramente as propriedades excitáveis e contráteis dos músculos inervados. Desta forma, estes estudos contribuem fortemente na confirmação de que o CNTF pode desempenhar um importante papel em nível muscular.

Na perspectiva de compreender o mecanismo de ação do CNTF, Ip e Yancopoulos (1996) mostraram que seus efeitos são mediados através de um complexo tripartido composto pelos receptores gp130, LIFRβ e CNTFRα. Enquanto gp130 e LIFRβ são expressos em diversos tecidos, particularmente no fígado, medula óssea, sistema nervoso central, tecido adiposo e músculo esquelético, a expressão do componente α é mais restrita às células nervosas (DAVIS et al. 1991; IP et al. 1993), embora altos níveis CNTFRα estejam presente no músculo esquelético (DAVIS et al. 1993; HELGREN et al. 1994). Estes três componentes, inicialmente, não estão associados à superfície da célula, mas formam um complexo na resposta para o CNTF.

A primeira etapa na formação do complexo envolve a ligação do CNTF ao seu componente α, que recruta os receptores gp 130 e LIFRβ para formar o complexo (DAVIS et al. 1993; STHAL, YANCOPOULOS, 1994). A heterodimerização dos componentes β, induzida pela ligação do CNTF ao CNTFRα, inicia a sinalização do processo por ativar as tirosinas quinases Jak/Tyk que permitem a fosforilação destes componentes β gerando um local de entrada para moléculas sinalizadoras como o STAT3. O STAT3 também é fosforilado pelas quinases Jak, e nesta condição, ele forma um dímero que transloca para o núcleo onde ele é capaz de ligar a uma

seqüência específica do DNA e ativar a transcrição do gene alvo (IP, YANCOPOULOS, 1996; VERGARA, RAMIREZ, 2004).