Cientistas desenvolvem vitamina K superalimentada que ajuda a curar o cérebro

Os medicamentos actuais podem reduzir alguns sintomas, e as terapias recentes para a doença de Alzheimer, como o lecanemab e o donanemab, podem retardar o declínio em algumas pessoas com doença precoce, mas não restauram a memória perdida nem reconstroem o tecido cerebral danificado. É por isso que os investigadores estão a perseguir outra ideia ambiciosa: ajudar o cérebro a substituir os neurónios perdidos.

Uma vitamina mais conhecida pelo sangue e ossos

A vitamina K é mais conhecida por seu papel na coagulação do sangue e na saúde óssea. Nos últimos anos, no entanto, os cientistas também o associaram à protecção do cérebro e à diferenciação neuronal, o processo pelo qual as células nervosas imaturas se tornam neurónios funcionais.

Uma forma de vitamina K, a menaquinona 4 (MK-4), é naturalmente ativa no corpo. No entanto, os seus efeitos podem não ser suficientemente fortes por si só para utilização futura na medicina regenerativa dirigida a doenças neurodegenerativas.

Em trabalho publicado online em 3 de julho de 2025 na ACS Chemical Neuroscience, pesquisadores do Instituto de Tecnologia Shibaura do Japão desenvolveram análogos da vitamina K projetados para serem mais ativos no sistema nervoso. A pesquisa foi liderada pelo Professor Associado Yoshihisa Hirota e pelo Professor Yoshitomo Suhara do Departamento de Biologia e Engenharia.

Hirota explica: “Os análogos da vitamina K recém-sintetizados demonstraram capacidade quase três vezes maior de se diferenciar em células progenitoras neurais do que a vitamina K natural. Como o dano neuronal é uma marca registrada de doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer, eles podem ajudar a restaurar neurônios danificados e restaurar a função cerebral”.

Construindo um poderoso composto ativador do cérebro

Para tornar a vitamina K ainda mais potente, a equipe sintetizou 12 homólogos híbridos de vitamina K. Alguns foram associados ao ácido retinóico, um metabólito ativo da vitamina A conhecido por promover a diferenciação neuronal. Outros incluíam uma porção de ácido carboxílico ou uma cadeia lateral de éster metílico. Os pesquisadores então compararam a intensidade com que esses compostos estimularam as células progenitoras neurais a se tornarem neurônios.

A vitamina K e o ácido retinóico afetam a atividade genética através de diferentes receptores. A vitamina K atua através do receptor de esteroides e xenobióticos (SXR), enquanto o ácido retinóico atua através do receptor de ácido retinóico (RAR). Quando a equipe testou os compostos em células progenitoras neurais de camundongos, as moléculas híbridas preservaram a atividade biológica da vitamina K e do ácido retinóico.

Os pesquisadores mediram a proteína 2 associada aos microtúbulos (Map2), um marcador associado ao crescimento neuronal. Um complexo estava de pé. Ele combinou a estrutura do ácido retinóico com uma cadeia lateral de éster metílico e mostrou três vezes mais atividade de diferenciação neuronal do que o controle, com atividade significativamente mais forte do que o composto natural de vitamina K. Os pesquisadores se referiram a ele como um novo análogo da vitamina K (novo VK).

Um sinal surpreendente no cérebro

A equipe investigou então como a vitamina K poderia produzir esse efeito neuroprotetor. Eles compararam a expressão genética em células-tronco neurais tratadas com MK-4, que promove a diferenciação neuronal, com células tratadas com um composto que suprime o processo.

A análise aponta para receptores metabotrópicos de glutamato (mGluRs), que ajudam a impulsionar a diferenciação neuronal induzida pela vitamina K através da regulação epigenética e transcricional a jusante. O efeito do MK-4 foi especificamente ligado ao mGluR1.

Esta ligação é importante porque o mGluR1 já foi ligado à transmissão sináptica, a comunicação entre os neurônios. Camundongos sem mGluR1 apresentam problemas motores e sinápticos, características que se sobrepõem ao tipo de disfunção observada em doenças neurodegenerativas.

Atravessando o cérebro

Para explorar se os compostos de vitamina K poderiam interagir com o mGluR1, os pesquisadores usaram simulações estruturais e estudos de acoplamento molecular. Seus resultados sugeriram que o novo VK tem ligação mais forte ao mGluR1 do que ao MK-4.

Eles também testaram o quão bem o novo VK entrou nas células e se converteu em MK-4 bioativo. Dentro das células, os níveis de MK-4 aumentaram de maneira dependente da concentração. A nova VK também é mais facilmente convertida em MK-4 do que a vitamina K natural.

O experimento com ratos acrescentou outra descoberta importante. O novo VK mostrou um perfil farmacocinético estável, atravessou a barreira hematoencefálica e produziu concentrações mais elevadas de MK-4 no cérebro do que os controles.

Descobrir por que é importante

O trabalho destaca um caminho potencial para terapias que fazem mais do que controlar os sintomas. Ao forçar as células progenitoras neurais a se tornarem neurônios, os compostos à base de vitamina K poderão um dia contribuir para estratégias destinadas a retardar, retardar ou potencialmente reverter episódios de neurodegeneração.

Este continua a ser um objectivo a longo prazo. Os resultados são baseados em estudos celulares e testes em ratos, e não em testes em humanos. Nenhum medicamento contendo vitamina K demonstrou reparar o cérebro de pessoas com doença de Alzheimer, Parkinson ou doença de Huntington. Ainda assim, as descobertas dão aos investigadores um alvo claro para o desenvolvimento de futuras terapias de reparação cerebral, especificamente a via mGluR1.

O campo mais amplo do Alzheimer já está indo além do tratamento puramente baseado em sintomas. As terapias antiamilóides aprovadas pela FDA agora têm como alvo a biologia precoce da doença de Alzheimer, embora não sejam curativas e não restaurem a memória perdida ou a função cognitiva. Uma abordagem regenerativa, se for comprovadamente segura e eficaz, teria como alvo um desafio diferente: substituir ou restaurar células neurais danificadas.

Hirota disse: “Nossa pesquisa oferece uma abordagem potencialmente inovadora para o tratamento de doenças neurodegenerativas. Um medicamento derivado da vitamina K que retarda a progressão da doença de Alzheimer ou melhora seus sintomas poderia não apenas melhorar a qualidade de vida dos pacientes e de suas famílias, mas também reduzir a crescente carga social dos custos de saúde e dos custos de longo prazo”.

Espera-se que esta linha de investigação acabe por passar de resultados laboratoriais promissores para tratamentos clinicamente significativos para pessoas que vivem com doenças neurológicas.

Sobre o professor associado Yoshihisa Hirota da SIT, Japão

Dr. Yoshihisa Hirota é Professor Associado do Departamento de Biociências e Engenharia, Instituto de Tecnologia Shibaura, Faculdade de Engenharia e Ciência de Sistemas. Ele também trabalhou internacionalmente como pesquisador visitante na Universidade de Cincinnati.

A sua investigação centra-se nas ciências medicinais e na bioquímica nutricional, com especial enfoque na forma como as vitaminas lipossolúveis e os ácidos nucleicos funcionam nos sistemas biológicos. Hirota publicou 56 artigos de investigação e o seu trabalho liga a biologia molecular à nutrição para melhorar as soluções de cuidados de saúde e aumentar a esperança de vida saudável.

Sobre o professor Yoshitomo Suhara da SIT, Japão

Dr. Yoshitomo Suhara é professor do Departamento de Biociências e Engenharia, Instituto de Tecnologia Shibaura, Faculdade de Engenharia e Ciência de Sistemas.

Seu trabalho se concentra na química medicinal e na descoberta de medicamentos, particularmente no desenvolvimento de pequenas moléculas bioativas derivadas de vitaminas lipossolúveis, como as vitaminas D e K. Seus projetos multidisciplinares incluem compostos neurogênicos que promovem a diferenciação neuronal, agentes antivirais e novas moléculas anticâncer.

Informações de financiamento

Esta pesquisa foi apoiada em parte por uma doação da Mishima Kaiyun Memorial Foundation e da Suzuken Memorial Foundation, da KOSÉ Cosmetology Research Foundation, da Kwanagi Foundation, de uma bolsa de pesquisa do Toyo Institute of Food Technology, do Science Research Promotion Fund e da Takahashi Industrial and Economic Research Foundation.

veio de um fundo para a promoção de pesquisa internacional conjunta (Fostering Joint International Research (A)) (bolsa número 18KK0455) e de uma bolsa para pesquisa científica (C) (bolsa número 20K05754 e números de bolsa para concedentes 18K11056, 21K11709 e 26K41). (número de concessão 23K14091) da Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência (JSPS).