Midkine vs. Amyloid: Proteína do Desenvolvimento Cerebral Inibe Surpreendentemente a Montagem de Aβ e a Formação de Placas

Nos gigantescos catálogos proteômicos do cérebro de pacientes com Alzheimer, um elemento subestimado continua aparecendo: a midkine (MDK). Essa proteína apresenta níveis significativamente elevados no início da doença e está intimamente relacionada à β-amiloide (Aβ), mas seu papel na patologia permanece um mistério há muito tempo. A equipe do St. Jude e seus parceiros foram da "molécula ao modelo animal" e demonstraram que a MDK enfraquece a montagem das fibrilas de Aβ e afeta a formação de placas amiloides. Em essência, é um "antiplaquetário" natural da Aβ, que o próprio cérebro aumenta na doença.

Contexto do estudo

A doença de Alzheimer é atualmente tratada no "paradigma anti-amiloide": anticorpos contra o beta-amiloide (Aβ) eliminam as placas e retardam moderadamente o declínio cognitivo nos estágios iniciais. Em 2023, o FDA aprovou o lecademab, e em 2024, o donanemab; paralelamente, há debates sobre o equilíbrio entre benefícios e riscos (ARIA - edema/hemorragia), disponibilidade e custo, como pode ser observado nas decisões da EMA/NICE e nas discussões na imprensa clínica. O quadro terapêutico está melhorando, mas permanece "estreito": são necessários alvos e abordagens adicionais que não apenas removam as placas já formadas, mas também impeçam o surgimento e o crescimento dos próprios agregados de Aβ.

Uma das maneiras promissoras é recorrer aos mecanismos antiplaquetários endógenos do cérebro. Foi descrito que as pessoas possuem suas próprias proteínas, "chaperonas", que, in vitro e em modelos, podem interferir nos estágios iniciais da montagem da Aβ: clusterina, apolipoproteína E, transtirretina, domínio BRICHOS, etc. O cenário é ambíguo: algumas proteínas em concentrações fisiológicas retardam o início da fibrilogênese, enquanto outras, em certos contextos, ao contrário, podem promover a fibrilação ou a captura celular de "sementes" – daí o interesse naqueles moderadores endógenos cujo papel na Aβ é estável e reprodutível.

Nesse contexto, a atenção foi atraída para a midkine (MDK), um fator de crescimento ligado à heparina conhecido por seus papéis no desenvolvimento do sistema nervoso, regeneração e inflamação. Em secções proteômicas do cérebro na doença de Alzheimer, a MDK encontra-se consistentemente elevada já nos estágios iniciais e correlaciona-se com a Aβ, mas durante muito tempo não se sabia se era simplesmente um "marcador de problemas" ou um participante ativo no processo. A biologia da midkine sugere ambas as possibilidades: trata-se de uma proteína induzida por estresse que se altera com uma ampla variedade de danos, tanto no sistema nervoso central quanto na periferia, interagindo com diversos sistemas receptores.

Um novo artigo na Nature Structural & Molecular Biology preenche essa "lacuna de conhecimento" ao passar da observação para o mecanicismo: mostra que o MDK se liga fisicamente ao Aβ e inibe a fibrilogênese em um painel multiangular de métodos (ThT, CD, EM, RMN) e, no modelo 5xFAD, a eliminação do MDK aumenta a carga amiloide e a ativação microglial. Em outras palavras, o próprio cérebro parece produzir um "antiplaquetário natural", e sua perda exacerba a patologia – uma tese que torna o MDK um eixo atraente tanto para biomarcadores de risco/progressão quanto para miméticos terapêuticos capazes de apoiar a defesa endógena juntamente com anticorpos.

Como eles testaram: de tubos de ensaio e espectros a camundongos transgênicos

Primeiro, os pesquisadores analisaram a química: como o MDK recombinante afeta a fibrilogênese de Aβ40 e Aβ42. Para isso, eles conduziram testes de fluorescência com tioflavina T, dicroísmo circular, microscopia eletrônica de contraste negativo e RMN em paralelo. Todos os métodos concordaram: o MDK inibe a formação de fibrilas e se liga a filamentos de Aβ isolados do cérebro humano com DA. Então veio a fisiologia: no modelo de amiloidose 5xFAD, o knockout genético de Mdk levou a um maior acúmulo de Aβ, aumento da ativação microglial e crescimento de placa; ao contrário, a presença de midkine "manteve" a patologia em níveis mais baixos. Finalmente, a análise proteômica por espectrometria de massa (proteoma completo e insolúvel em detergente) confirmou que, na ausência de Mdk, Aβ e redes proteicas associadas, bem como componentes microgliais, crescem no cérebro do camundongo. Juntos, isso se soma a um quadro de um papel protetor para o MDK contra a patologia amiloide.

O que exatamente eles fizeram e mediram?

• In vitro: Aβ40/Aβ42 + MDK → fluorescência ThT, CD, CEM negativo e “resgate” de RMN de sinais de monômero Aβ, que geralmente são “silenciados” pela agregação.
• Demonstração ex vivo/in situ da associação de MDK com filamentos Aβ de cérebros de pacientes com DA.
• In vivo: knockout de Mdk na presença de 5xFAD → mais placas e ativação microglial; além disso - proteômica de todo o tecido e da fração "insolúvel", onde os agregados se acumulam.
• Dados abertos: desvios de RMN foram enviados para BMRB 17795, arquivos proteômicos brutos foram enviados para PRIDE (PXD046539, PXD061103, PXD045746, PXD061104).

Principais descobertas

O principal resultado é que a midkina impede que a Aβ se monte em fibrilas estáveis, e sua ausência no cérebro vivo agrava a patologia amiloide. A midkina colocaliza-se com a Aβ em amostras humanas e interage fisicamente com os filamentos, o que é consistente com a ideia de um "freio natural" na agregação. Em camundongos sem Mdk, não apenas a própria Aβ cresce, mas também as proteínas "acompanhantes" de sua rede e sinais de atividade microglial – um indicador seguro de um aumento no componente inflamatório da patologia.

Por que isso é importante no contexto da “era anti-amiloide”

Entramos na era dos anticorpos anti-Aβ, mas eles estão longe de ser uma solução milagrosa: eficácia moderada, risco de ARIA e critérios de seleção rigorosos limitam seu uso. O surgimento de um moderador endógeno da fibrilogênese abre um caminho alternativo: apoiar os mecanismos antiplaquetários do próprio cérebro. Há muitas opções, desde miméticos do domínio MDK e compostos estabilizadores até estratégias biológicas para aumentar sua atividade nos compartimentos corretos. Mas antes de falar sobre terapia, são necessários testes rigorosos de segurança e efeito a longo prazo em animais de grande porte e em humanos.

Como isso pode ser útil já na fase de pesquisa

• Eixo do biomarcador: nível/localização de MDK como um marcador de estratificação do risco de aumento rápido na carga amiloide (em conjunto com PET-Aβ e parâmetros do líquido cefalorraquidiano).
• Abordagens combinadas: fundo antiplaquetário “suave” por meio da via MDK + eliminação direcionada do Aβ (anticorpo) existente pode teoricamente fornecer aditividade.
• Pistas estruturais: dados de RMN/CEM sugerirão locais de interação MDK-Aβ para design de pequenas moléculas/peptídeos.

Como os métodos “vêem” isso: um pouco de técnica

A triangulação espectroscópica é importante porque cada método captura um aspecto diferente da agregação: ThT é sensível às folhas β das fibrilas; o dicroísmo circular rastreia transições conformacionais; a CEM mostra a morfologia do filamento; a RMN captura o "desaparecimento" dos sinais dos monômeros à medida que os complexos se tornam maiores. Aqui, a MDK reduziu o sinal de ThT, deslocou os espectros de CD, alterou o padrão do filamento da CEM e retornou os sinais de RMN de Aβ, consistentes com a desaceleração e/ou o redirecionamento da via de agregação. Em cérebros com 5xFAD sem Mdk, o quadro é espelhado: mais proteínas Aβ e satélites, além da microglia "no limite".

Limitações importantes - não confunda "efeito" com "medicamento"

Este é um trabalho fundamental: tubo de ensaio + camundongos. Ele demonstra um papel para o MDK na biologia amiloide, mas não prova que o aumento da midkine seja seguro e benéfico para terapia de longo prazo em humanos. O MDK possui uma biologia ampla (desenvolvimento, regeneração, inflamação), portanto, intervenções sistêmicas podem ter consequências ambíguas; o verdadeiro "compartimento dose-alvo" no cérebro permanece uma questão em aberto. Finalmente, o 5xFAD é um modelo poderoso, porém particular, de patologia amiloide; a confirmação em outros modelos e em humanos é necessária para relevância clínica.

Qual é a coisa lógica a fazer em seguida?

• Mapear domínios de interação MDK-Aβ e testar peptídeos miméticos/antiagregantes in vivo.
• Testar a dose-resposta e a segurança da elevação a longo prazo de MDK no cérebro de animais de grande porte.
• Comparar os níveis de MDK no LCR/plasma com a dinâmica do PET-Aβ e as trajetórias cognitivas em humanos (coortes longitudinais).

Resumidamente - três fatos

• Midkine (MDK) é uma proteína endógena que atenua a fibrilogênese Aβ40/Aβ42 e está associada aos filamentos amiloides do cérebro com DA.
• A eliminação de Mdk no modelo 5xFAD leva a mais placas, acúmulo de proteínas relacionadas a Aβ e ativação microglial.
• Este é um eixo de defesa candidato que pode ser desenvolvido como um biomarcador e direção terapêutica, mas ainda há várias etapas de testes antes de chegar à clínica.

Fonte: Zaman M. et al. Midkine atenua a montagem de fibrilas beta-amiloidese a formação de placas. Nature Structural & Molecular Biology, 21 de agosto de 2025. DOI: https://doi.org/10.1038/s41594-025-01657-8