Um estudo realizado por pesquisadores da Universidade Sophia revelou os mecanismos moleculares pelos quais a melatonina e seus derivados melhoram a memória, concentrando-se na fosforilação de proteínas específicas. Essa percepção pode levar a novos tratamentos para problemas de memória relacionados à idade. Crédito: SciTechDaily.com
Usando um modelo murino, os pesquisadores detectaram alterações nos níveis de fosforilação de proteínas-chave envolvidas na formação da memória de longo prazo.
Vários estudos demonstraram os efeitos da melatonina e seus derivados na melhoria da memória em modelos animais. Sabe-se também que a formação de memórias de curto e longo prazo requer a fosforilação de certas proteínas relacionadas com a memória. No entanto, os mecanismos moleculares subjacentes ao aumento da memória induzido pela melatonina permaneceram indefinidos.
Agora, investigadores médicos da Universidade Sophia, no Japão, fizeram descobertas importantes que contribuem significativamente para a elucidação dos mecanismos subjacentes num artigo recente publicado na revista NeuroReport.
Explorando os efeitos da melatonina nas proteínas relacionadas à memória
Em relação à premissa do estudo, o autor principal, Professor Atsuhiko Chiba, do Departamento de Materiais e Ciências da Vida da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Sophia, afirma: “Nosso estudo teve como objetivo investigar os efeitos da melatonina, ramelteon e N1-acetil- 5-metoxiquinuramina nos níveis relativos de fosforilação de proteínas relacionadas à memória, a fim de explorar vias de sinalização candidatas associadas aos efeitos de melhoria da memória mediados por receptores e não-receptores da melatonina.
Em termos mais simples, a equipe de pesquisa, que incluía o Dr. Masahiro Sano (atualmente afiliado à Universidade de Tohoku) e o Dr. Hikaru Iwashita (atualmente afiliado à Universidade Médica de Kansai), examinou os efeitos de três compostos na formação da memória; esses compostos eram a melatonina, um hormônio secretado pela glândula pineal localizada no cérebro; N1-acetil-5-metoxiquinuramina (AMK), metabólito biológico da melatonina; e ramelteon, uma droga que se liga e ativa o receptor de melatonina.
Além disso, eles examinaram a “fosforilação”, ou a adição bioquímica de grupos fosfato às estruturas proteicas, em cinco proteínas-chave envolvidas na formação da memória. Estes incluíram a proteína quinase regulada por sinal extracelular (ERK), quinase IIα dependente de cálcio / calmodulina (CaMKIIα), CaMKIIβ, CaMKIV e a proteína de ligação ao elemento de resposta a cAMP (CREB).
A melatonina e seus derivados melhoram a memória de reconhecimento de objetos de longo prazo em camundongos machos, modulando a fosforilação de proteínas relacionadas à memória através de vias de sinalização receptoras e não receptoras. Crédito: Atsuhiko Chiba da Universidade Sophia
Metodologia e resultados do estudo de aprimoramento de memória
Experimentos iniciais conduzidos em camundongos machos mostraram claramente que a administração de melatonina, ramelteon ou AMK na dose de 1 mg/kg facilitou a formação de memória de longo prazo. Os pesquisadores não investigaram os efeitos dos três compostos em camundongos fêmeas para evitar qualquer provável variabilidade de dados resultante dos ciclos reprodutivos que ocorrem em fêmeas de mamíferos.
A formação de memória de longo prazo em camundongos machos foi avaliada através da realização de uma série de experimentos baseados na nova tarefa de reconhecimento de objeções ou “NORT”. Neste estudo, os ratos de laboratório sob investigação foram primeiro aclimatados a uma arena experimental durante 5 minutos por dia durante três dias consecutivos. No quarto dia, dois objetos idênticos foram colocados na arena experimental e os ratos foram autorizados a explorar esses objetos durante 5 minutos (fase de treinamento). Vinte e quatro horas após o término da fase de treinamento, os camundongos machos foram submetidos a testes. Durante a fase de testes, um dos dois objetos familiares foi substituído por um objeto novo ou desconhecido. A quantidade de tempo gasto pelos ratos explorando cada objeto – uma boa medida da memória de reconhecimento de objetos – foi registrada por um observador treinado. É um fato conhecido que os ratos passam mais tempo explorando objetos novos que encontram e menos perto de objetos familiares.
Os pesquisadores então estudaram os efeitos do ramelteon e AMK na fosforilação de ERK, CaMKIIα, CaMKIIβ, CaMKIV e CREB no cérebro de camundongos machos após sacrificar os roedores usando protocolos padrão. No hipocampo, que é o centro de aprendizagem e memória do cérebro dos mamíferos, o tratamento com ramelteon/AMK aumentou significativamente a fosforilação de ERK e CREB. No entanto, estas drogas diminuíram significativamente a fosforilação de CaMKIIα/β na mesma região do cérebro. No córtex perirrinal (PRC), que também está associado às funções de memória, tanto o ramelteon quanto o AMK aumentaram significativamente a ERK, e apenas o ramelteon aumentou significativamente a fosforilação de CaMKIIβ. No hipocampo/PRC, ramelteon/AMK não afetou a fosforilação de CaMKIV.
Implicações para tratamentos para deficiência de memória
Falando sobre os resultados do estudo, o Prof. Chiba conclui: “Nossas descobertas sugerem que a melatonina está envolvida na promoção da formação de memória de reconhecimento de objetos de longo prazo, modulando os níveis de fosforilação de proteínas relacionadas à memória, como ERK, CaMKIIs e CREB em ambos vias de sinalização mediadas por receptores e não mediadas por receptores.
Que implicações essas descobertas do estudo poderiam ter sobre os humanos? Os investigadores acreditam que os resultados do seu estudo contribuirão para o desenvolvimento de novos medicamentos que podem melhorar a função da memória em pessoas que sofrem de problemas de memória relacionados com a idade, com menos efeitos secundários. Para uma sociedade global em constante envelhecimento, esta é de facto uma descoberta notável!
Referência: “Efeitos da melatonina na fosforilação de proteínas relacionadas à memória no hipocampo e no córtex perirrinal em camundongos machos” por Masahiro Sano, Hikaru Iwashita, Chihiro Suzuki, Mari Kawaguchi e Atsuhiko Chiba, 7 de junho de 2023, NeuroReport.
DOI: 10.1097/WNR.0000000000001911
