Deep learning descobre alvos genéticos e potenciais medicamentos para retardar o envelhecimento cerebral
Em um estudo publicado na Science Advances, cientistas analisaram dados de ressonância magnética armazenados no UK Biobank e identificaram sete genes responsáveis pelo envelhecimento biológico acelerado do cérebro, além de 13 medicamentos já existentes que podem agir sobre esses genes.
Retardar o envelhecimento é uma estratégia poderosa para prevenir diversas doenças e aumentar a longevidade. Pesquisas anteriores sugeriram que conseguir adiar o envelhecimento em apenas 2% poderia gerar uma economia de US$ 7,1 trilhões em gastos com saúde em menos de meio século. Ficou cada vez mais evidente que o padrão de envelhecimento do cérebro impacta significativamente o envelhecimento geral, influenciando o risco de neurodegeneração e o declínio da saúde física e cognitiva.
Um parâmetro crucial na pesquisa da saúde cerebral é o “brain age gap” (BAG), que é a diferença entre a idade cerebral biológica estimada e a idade cronológica do indivíduo. Esse indicador mede quanto a idade aparente do cérebro, avaliada por meio de ressonância magnética ou outras técnicas, se distancia da idade real. Valores maiores de BAG são frequentemente observados em indivíduos com distúrbios como Alzheimer, desmielinização e esquizofrenia, além de estarem associados a desempenho inferior em testes cognitivos.
Embora os efeitos do BAG sejam bem explorados, identificar os fatores que impulsionam o envelhecimento cerebral continua sendo um desafio. Os genes, por sua vez, desempenham um papel fundamental nesse processo. Para identificar genes específicos que contribuem para o aumento do BAG, os pesquisadores empregaram modelos de deep learning treinados com dados oriundos de ressonância magnética, informações sobre estilo de vida, registros de saúde e dados genéticos de quase 39 mil participantes do UK Biobank, com média de 64 anos e distribuição de gênero equilibrada.
Os resultados apontaram sete genes promissores – MAPT, TNFSF12, GZMB, SIRPB1, GNLY, NMB e C1RL – que se configuram como alvos relevantes para o envelhecimento cerebral. O modelo 3D-ViT conseguiu prever com precisão a idade biológica dos participantes ao identificar assinaturas chave nas imagens de ressonância magnética. Utilizando a análise por meio de mapas de saliência, que destaca as áreas de maior influência na imagem ou conjunto de dados, os pesquisadores ressaltaram a importância do núcleo lentiforme – responsável por funções cognitivas como atenção e memória de trabalho – e do segmento posterior da cápsula interna, que conecta diversas partes do cérebro ao córtex, região que comanda o pensamento, a memória e o aprendizado.
Combinando conhecimentos sobre os alvos genéticos específicos, regiões cerebrais associadas ao envelhecimento e dados já existentes de ensaios clínicos, a pesquisa identificou 13 medicamentos e suplementos – entre eles hidrocortisona, testosterona, diclofenaco e metformina – que podem ser repaginados para retardar o envelhecimento do cérebro.
Os pesquisadores ressaltam que a base genética do envelhecimento, identificada neste estudo, pode facilitar o desenvolvimento de novos medicamentos para atrasar o envelhecimento cerebral e melhorar a saúde geral dos indivíduos. Contudo, é importante destacar que os resultados foram obtidos a partir de uma população de uma região específica, sendo necessárias novas pesquisas em contextos diversos para confirmar a abrangência dos achados.
