A síndrome de Down (SD) é o distúrbio congênito mais comum em crianças, afetando um em cada 800 nascidos vivos. A deficiência cognitiva é um dos aspectos que mais interferem na autonomia de indivíduos com SD. A disfunção cognitiva caracteriza-se por degeneração neuronal progressiva, morte celular, neurogênese prejudicada, redução na formação de dendritos e interrupção da função sináptica. Essas características neurológicas da DS são resultando das vulnerabilidades genômicas e também das influências ambientais que alteram a metilação do DNA, modificam histonas e a expressão gênica.
A triplicação de genes no cromossomo HSA21 também pode gerar atraso das habilidades linguísticas, redução do quociente de inteligência (QI), modificações comportamentais (como déficit de atenção) ou autismo. As deficiências cognitivas podem agravar-se ao longo da vida pois pessoas com SD também são mais propensos a desenvolverem demência por doença de Alzheimer. Além disso, indivíduos com SD são suscetíveis à epilepsia na forma de espasmos infantis e convulsões tônicas clônicas com mioclonia em idades precoces.
Vários genes no HSA21 estão implicados no neurodesenvolvimento anormal no DS. Eles podem afetar a função celular em todas as fases do desenvolvimento neural, como proliferação e diferenciação de células neuroprogenitoras, sobrevivência e morte neuronais, formação de sinapses, maturação e plasticidade, além de mielinização. Além disso, os genes HSA21 têm efeitos globais em pelo menos outros 324 genes em distintos cromossomos.
Os efeitos combinatórios da ativação desses processos podem contribuir ainda mais para as deficiências observadas durante o neurodesenvolvimento na SD. Questões como aumento do estresse oxidativo, disfunção mitocondrial podem ser agravadas pela superexpressão dos genes HSA21, APP e S100B. O estresse oxidativo resultante da superexpressão destes genes pode modificar a metilação do DNA (Lu and Sheen, 2012)
Alcançar um melhor entendimento da patogênese da SD é fundamental para que possamos melhorar a qualidade de vida destes grupo e sua imunidade, reduz a susceptibilidade à doenças e agravamento dos déficits cognitivos (ou mesmo fazer um resgate cognitivo). Recentemente, estudos de perfis epigenéticos, com foco na metilação do DNA, identificação de genes que possam ser modulados por meio de medicação, nutrientes e compostos bioativos específicos.
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