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Mapa 3D inédito pode revolucionar a compreensão do cérebro

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Cientistas dos Estados Unidos criaram um mapa cerebral 3D com detalhes nunca vistos antes de um mamífero. Na imagem, é possível observar cerca de 75.000 neurônios identificados a partir do córtex de um camundongo.

O diagrama faz parte do programa MICrONS, coordenado por laboratórios do Instituto Allen de Ciência do Cérebro, da Universidade de Princeton e da Faculdade de Medicina Baylor. 

A iniciativa busca “revolucionar o aprendizado de máquina por meio da engenharia reversa dos algoritmos do cérebro”. Assim, os dados podem fornecer novos insights sobre como funciona o órgão do sistema nervoso central que controla a maioria das atividades do corpo.

Pesquisadores tiraram fotos em alta resolução de cada fatia usando microscópios eletrônicos (Imagem: MICrONS/Reprodução)

Como foi feito o mapa?

O tecido analisado é menor que um grão de areia e foi reconstruído para melhorar a compreensão da inteligência, da consciência e de condições neuronais como Alzheimer, Parkinson, autismo e esquizofrenia.

A equipe usou microscópios especializados para registrar a atividade cerebral na região-alvo enquanto o animal assistia a vários filmes e clipes do YouTube. Depois, o milímetro cúbico do cérebro foi fatiado em 25.000 camadas, cada uma com 1/400 da largura de um fio de cabelo humano.

A partir daí, os pesquisadores tiraram fotos em alta resolução de cada fatia usando microscópios eletrônicos. Por fim, a reconstrução das células foi possível a partir do uso de inteligência artificial e aprendizado de máquina.

“Há todos os tipos de regras de conexão que conhecíamos de várias áreas da neurociência e, dentro da reconstrução em si, podemos testar as teorias antigas e esperar encontrar coisas novas que ninguém jamais viu antes”, disse o Dr. Clay Reid, pesquisador sênior e neurobiólogo do Instituto Allen, ao jornal The Guardian.

Milímetro cúbico do cérebro foi fatiado em 25.000 camadas (Imagem: MICrONS/Reprodução)

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Novas descobertas

Os cientistas descobriram que as células inibitórias – aquelas que suprimem a atividade neural – são altamente seletivas, criando uma espécie de cooperação, e não funcionam como uma simples força que amortece a ação de outras células.

“Estamos descrevendo uma espécie de mapa do Google ou planta baixa desse grão de areia. No futuro, poderemos usar isso para comparar a fiação cerebral de um camundongo saudável com a fiação cerebral de um modelo de doença”, afirmou o Dr. Nuno da Costa, pesquisador associado do Instituto Allen, ao jornal.

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Novo método para identificar os primeiros sinais do Alzheimer

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Colocar óculos de realidade virtual pode até lembrar um videogame, mas pesquisadores estão usando essa tecnologia para algo muito mais sério: identificar os primeiros sinais do Alzheimer. Em vez de batalhas ou mundos medievais, os participantes enfrentam desafios de memória e navegação em salas de estar virtuais. Erros sutis nessas tarefas podem estar ligados a proteínas associadas à doença — anos antes dos sintomas surgirem.

Pesquisadores de Stanford e da Universidade da Colúmbia Britânica apresentaram os estudos na conferência da Sociedade de Neurociência Cognitiva, de acordo com o site EurekAlert!. Nos testes, pessoas com comprometimento cognitivo leve — estágio inicial do Alzheimer — tiveram mais dificuldade em lembrar a localização de objetos no ambiente virtual. Os resultados mostraram uma correlação entre esse desempenho e biomarcadores da doença.

A grande vantagem da tecnologia imersiva é permitir uma avaliação cognitiva não invasiva. Diferente de exames tradicionais, que exigem punção lombar ou imagens cerebrais detalhadas, os testes em VR usam tarefas simples e intuitivas. Ainda assim, conseguem revelar padrões ligados às alterações biológicas que caracterizam o Alzheimer.

Engenharia, sensores e o corpo em movimento

Outro experimento da pesquisa focou na habilidade de navegação espacial. Em vez de interagir com salas mobiliadas, os participantes percorriam longos corredores virtuais, monitorando sua posição inicial e identificando marcos escondidos ao longo do caminho.

Tecnologia imersiva pode se tornar uma alternativa simples e eficaz para clínicas (Imagem: Ground Picture/Shutterstock)

Os testes foram aplicados em adultos jovens e idosos saudáveis, revelando diferenças claras entre os grupos. As tarefas exigiam atenção constante ao ambiente e adaptação a diferentes níveis de complexidade nas rotas simuladas.

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Para garantir a precisão das medições, os sistemas de VR contavam com sensores de movimento, rastreamento ocular e controles manuais. Essa combinação permitiu registrar, em tempo real, tanto as respostas motoras quanto os processos cognitivos, sem recorrer a exames invasivos.

Do laboratório para o futuro do diagnóstico

A aposta dos cientistas é que tecnologias imersivas como a realidade virtual possam se tornar ferramentas acessíveis para rastrear sinais precoces de Alzheimer, muito antes que os sintomas comprometam a vida cotidiana. Por serem mais confortáveis e intuitivas, essas abordagens também facilitam a adesão de participantes, inclusive os mais velhos.

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Exames de imagem ajudam a revelar alterações no cérebro, mas pesquisadores apostam na realidade virtual como uma alternativa mais simples e não invasiva (Imagem: Gorodenkoff/Shutterstock)

Segundo os pesquisadores, a combinação entre dados comportamentais e biomarcadores — como as proteínas associadas ao Alzheimer — pode abrir caminho para diagnósticos mais precisos, personalizados e menos invasivos. E, com o avanço da tecnologia, até mesmo clínicas com menos recursos poderão adotar soluções baseadas em VR.

Além dos dados, chamou atenção o envolvimento dos participantes. Muitos demonstraram interesse genuíno durante os testes, mesmo sem familiaridade com a realidade virtual. Para os cientistas, esse engajamento é um sinal positivo: experiências imersivas podem não apenas medir, mas também aproximar o paciente do cuidado com a própria saúde.

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Novo exame de sangue pode melhorar tratamentos do Alzheimer

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Recentemente, diagnosticar a doença de Alzheimer envolvia autópsias para detectar emaranhados das proteínas tau e amiloide no cérebro. Embora esses emaranhados não sejam a causa direta da doença, eles estão ligados ao declínio cognitivo característico do Alzheimer.

Hoje, graças aos avanços médicos, os médicos podem identificar essas proteínas por meio de exames de sangue ou tomografias por emissão de pósitrons (PET), uma tecnologia mais precisa, embora cara e limitada a centros médicos especializados.

Pesquisadores da Universidade de Washington em St. Louis (WashU) e da Universidade de Lund (LU) desenvolveram uma abordagem inovadora para mapear os níveis sanguíneos de uma proteína chamada MTBR-tau243, que está associada aos emaranhados das proteínas tau no cérebro.

A pesquisa está publicada na revista Nature Medicine.

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Novo estudo descobriu teste de sangue que consegue identificar progressão do Alzheimer com mais precisão do que os métodos já conhecidos – Imagem: Saiful52/Shutterstock

Ao comparar os níveis de MTBR-tau243 no sangue de pacientes com Alzheimer e de pessoas saudáveis, eles criaram um guia preciso para identificar o estágio da doença, com 92% de precisão na previsão de emaranhados tau cerebrais.

Teste sanguíneo se mostra promissor

  • O novo teste sanguíneo é capaz de identificar a progressão do Alzheimer, sendo mais eficaz em estágios iniciais, onde terapias anti-amiloides podem ser mais benéficas.
  • Nos estágios mais avançados, tratamentos anti-tau podem ser mais adequados.
  • Esse avanço promete otimizar o tratamento, oferecendo uma abordagem personalizada, e pode ser combinado com outro teste que analisa outra forma de proteína tau, o p-tau217, criando uma maneira ainda mais precisa de diagnosticar e tratar a doença.

Esse método pode revolucionar a medicina personalizada para Alzheimer, permitindo tratamentos mais direcionados e eficazes.

Pesquisa abre caminho para tratamentos personalizados mais eficazes, criados com base no estágio em que a doença se encontra – Imagem: Shutterstock/LightField Studios

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Há uma maneira ao nosso alcance de afastar o risco de Alzheimer, diz estudo

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O risco de desenvolver Alzheimer é influenciado principalmente por genes e idade, mas uma nova pesquisa sugere que você pode ter mais controle sobre isso do que imagina.

O estudo, publicado na revista Nature Communications, introduz o conceito de “idade bioenergética”, que não é a mesma que a idade cronológica. A idade bioenergética reflete a eficiência com que as células geram energia, o que pode afetar diretamente o risco de Alzheimer.

Pesquisas anteriores indicam que a idade bioenergética pode ser alterada por hábitos saudáveis, como exercício físico.

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Hábitos saudáveis, como o exercício físico, podem nos dar o controle de melhorar a idade “bioenergética”, e assim afastar o risco de desenvolver Alzheimer – Imagem: Cameron Prins / Shutterstock

Descobertas do estudo

  • O estudo revelou que melhorar essa idade pode até retardar a progressão do Alzheimer de forma tão eficaz quanto medicamentos como o lecanemab.
  • Segundo Jan Krumsiek, um dos autores do estudo, isso oferece uma alternativa sem os efeitos colaterais dos tratamentos convencionais.
  • A pesquisa também pode explicar por que Alzheimer se desenvolve de maneira diferente em pessoas com sinais iniciais semelhantes, como células que produzem energia de forma menos eficiente.
  • Algumas pessoas mantêm-se cognitivamente saudáveis por anos, apesar desses sinais. Acredita-se que uma “capacidade bioenergética” especial as proteja, permitindo que mantenham níveis normais de energia.

Os pesquisadores identificaram um marcador de risco potencial: os níveis de acilcarnitina no sangue. Esse composto, relacionado ao metabolismo energético, se correlaciona com a idade bioenergética.

Pacientes com níveis mais baixos de acilcarnitina apresentaram declínio cognitivo mais lento, similar ao de quem usa medicamentos como o lecanemab. Isso sugere que uma idade bioenergética mais baixa pode oferecer proteção contra o Alzheimer.

O próximo passo é desenvolver testes para medir a idade bioenergética e aplicar tratamentos personalizados, como mudanças no estilo de vida, para reduzir o risco da doença.

Representação de doenças degenerativas cerebrais
Conceito da idade bioenergética pode ajudar a reduzir o risco de Alzheimer – Imagem: SewCream/Shutterstock

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Estudo: medicamento pode retardar início do Alzheimer, mas há um problema

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Pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade de Washington, nos Estados Unidos, anunciaram uma descoberta que pode ajudar no combate ao Alzheimer. Um medicamento foi capaz de reduzir pela metade os casos precoces em pacientes com predisposição genética para a doença.

Trata-se do gantenerumab, desenvolvido pela farmacêutica Roche, mas que acabou sendo descontinuado antes de ser aprovado para o uso no público em geral. Esta droga tem como alvo o acúmulo de placas amiloides, proteínas insolúveis que se depositam em órgãos e tecidos, causando danos, e apontadas como as causadores da condição degenerativa.

Sintomas precoces da doença foram reduzidos pela metade

  • Participaram do experimento 73 pessoas com as variantes genéticas hereditárias reveladoras e que já haviam sido inscritas em pesquisas de tratamento experimental.
  • Estas mutações herdadas causam o acúmulo de placas no cérebro, dando início aos primeiros sintomas da doença por volta dos 40 ou 50 anos de idade.
  • Durante o trabalho, 22 destes pacientes receberam ganternerumabe por um período de oito anos.
  • O grupo apresentou uma redução de 50% do risco de Alzheimer de forma precoce.
  • As conclusões foram descritas em estudo publicado na revista The Lancet Neurology.
Droga tem como alvo o acúmulo de placas amiloides, apontadas como as causadores da condição neurodegenerativa (Imagem: luchschenF/Shutterstock)

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Medicamento precisou ser substituído

Apesar dos resultados promissores, o medicamento apresentou um efeito colateral importante. Os pesquisadores identificaram um aumento de 30% nas anormalidades de imagem relacionadas ao amiloide (ARIA), que são alterações na ressonância magnética do cérebro.

Embora não tenha havido nenhum caso de risco de morte durante o experimento, dois participantes tiveram que interromper o tratamento por medida de segurança. Estes episódios inviabilizaram a manutenção do uso do medicamento também em outros pacientes.

Trabalho ainda é esperança para encontrar um novo tratamento contra o Alzheimer (Imagem: LightField Studios/Shutterstock)

Por conta disso, os cientistas passaram a usar o lecanemab, uma droga semelhante que foi aprovada pelas autoridades dos EUA. A esperança é que ela também possa retardar o avanço precoce da doença neurodegenerativa. De qualquer forma, ainda são necessários mais estudos para confirmar a viabilidade do tratamento.

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IA pode ser crucial para melhorar o combate ao Alzheimer

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Pesquisadores do Oxford Drug Discovery Institute estão utilizando inteligência artificial (IA) e gráficos de conhecimento para acelerar a descoberta de medicamentos para a doença de Alzheimer. As informações são do Wall Street Journal.

Essas tecnologias permitem analisar grandes volumes de dados biomédicos, acelerando o processo de triagem e priorização de genes e proteínas que podem ser alvos para o desenvolvimento de novos tratamentos.

A equipe de biólogos selecionou 54 genes associados ao sistema imunológico como potenciais alvos para testes laboratoriais. Escolher esses alvos é desafiador devido à complexidade da doença, que envolve diversos fatores genéticos, ambientais e socioeconômicos.

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Descoberta de medicamentos para Alzheimer tem sido acelerada pela IA – Imagem: shutterstock/PopTika

Detalhes do estudo

  • Para lidar com os obstáculos do estudo, os cientistas utilizaram gráficos de conhecimento — tecnologias de banco de dados que mapeiam relações entre dados, como genes, artigos e fontes de pesquisa, facilitando a busca por informações relevantes.
  • Com essa abordagem, a equipe reduziu o tempo necessário para avaliar os 54 genes de semanas para dias, acelerando a identificação de biomarcadores associados à doença.
  • A colaboração com a Graphwise, empresa especializada em gráficos de conhecimento, permitiu otimizar esse processo, aumentando a eficiência na análise de dados e na validação experimental dos alvos.

Esse uso de IA e gráficos de conhecimento representa um avanço significativo na organização e análise de dados biomédicos, ajudando cientistas a tomar decisões mais rápidas e informadas, mesmo sem formação em bioinformática.

Isso oferece uma oportunidade única para acelerar a pesquisa e o desenvolvimento de tratamentos para a doença de Alzheimer.

Tratamentos para combater a doença de Alzheimer podem alcançar avanços significativos com a ajuda da IA – Imagem: Shutterstock/Naeblys

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Remédio em testes reduz risco de demência por Alzheimer 

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Um medicamento ainda em fase de testes pode reduzir o risco de demência relacionada ao Alzheimer em pessoas na faixa dos 30, 40 ou 50 anos. É o que mostra um estudo liderado pela Knight Family Dominantly Inherited Alzheimer Network-Trials Unit (DIAN-TU), com sede na Washington University School of Medicine.

Os resultados do ensaio clínico sugerem que o tratamento precoce remove placas amiloides do cérebro muitos anos antes do surgimento dos sintomas em pessoas com maior chance de desenvolver a doença, atrasando o início da demência de Alzheimer.

O experimento foi feito em escala global e envolveu 73 pessoas com mutações genéticas raras e herdadas que causam a superprodução de amiloide no cérebro. Esse é um dos principais fatores que levam ao Alzheimer na meia-idade, segundo o artigo.

Randall J. Bateman conduziu ensaios clínicos por 8 anos (Imagem: WashU Medicine)

No subgrupo de 22 participantes que não tinham problemas cognitivos no início do estudo e que receberam o medicamento por mais tempo — uma média de oito anos — o risco de desenvolver sintomas caiu de 100% para cerca de 50%.

“Ainda não sabemos por quanto tempo eles permanecerão sem sintomas – talvez alguns anos ou talvez décadas. Para dar a eles a melhor oportunidade de permanecerem cognitivamente normais, continuamos o tratamento com outro anticorpo antiamiloide na esperança de que eles nunca desenvolvam sintomas”, disse o autor sênior, Randall J. Bateman.

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Contratempos

O estudo faz parte do primeiro teste de prevenção de Alzheimer no mundo, conhecido como Knight Family DIAN-TU-001. A pesquisa foi lançada em 2012 para avaliar medicamentos antiamiloides como terapias preventivas para a doença de Alzheimer.

O teste chegou a ser paralisado por causa de resultados divergentes, já que alguns participantes tiveram problemas cognitivos leves, enquanto outros não tiveram nenhum. O laboratório Roche descontinuou a fabricação do gantenerumab em 2022, e os médicos substituíram a medicação pelo lecanemab.

Rorche descontinuou remédio usado na pesquisa global (Imagem: hapabapa/iStock)

O gantenerumabe e outros antiamiloides foram associados a um efeito colateral conhecido como ARIA. As anormalidades são detectáveis ​​em exames cerebrais e representam pequenas manchas de sangue no cérebro ou inchaço localizado do cérebro.

No entanto, não houve eventos adversos com risco de vida e nenhuma morte. No geral, o perfil de segurança do gantenerumabe na extensão foi semelhante ao do ensaio original e em outros ensaios clínicos de gantenerumabe, disseram os pesquisadores.

Agora, a conclusão dos testes depende de financiamento do National Institutes of Health (NIH). Enquanto isso, a universidade está recrutando voluntários para um novo experimento com o medicamento.

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Estudo brasileiro: como a musculação protege idosos contra demências

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Um estudo conduzido pela Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) revelou que a musculação pode ser uma aliada importante na proteção do cérebro de idosos contra demências, como a doença de Alzheimer.

Publicado na revista GeroScience, o estudo envolveu 44 pessoas com comprometimento cognitivo leve, uma condição intermediária entre o envelhecimento normal e a doença de Alzheimer, que apresenta perda cognitiva maior do que a esperada para a idade.

Após seis meses de treinamento de força duas vezes por semana, os participantes demonstraram melhorias significativas na memória e na anatomia cerebral, além de proteção contra a atrofia do hipocampo e do pré-cúneo, áreas relacionadas à doença de Alzheimer.

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Além dos benefícios para a saúde já conhecidos há muito tempo, a musculação pode ajudar também contra o Alzheimer (Imagem: nortonrsx/iStock)

Descobertas do estudo

  • A pesquisa destacou que a musculação pode atuar como uma alternativa acessível e eficaz em relação a tratamentos mais caros e complexos, como os medicamentos antiamiloides, com custos elevados.
  • O estudo também evidenciou que, além da melhoria no desempenho da memória, a prática de musculação favoreceu a integridade dos neurônios, enquanto o grupo-controle, que não fez o treinamento, apresentou piora nos parâmetros cerebrais.
  • Os pesquisadores afirmam que a musculação pode estimular a produção de proteínas que favorecem o crescimento neuronal e reduzir a inflamação no corpo, o que ajuda a diminuir o risco de demência.
  • Além disso, sugerem que um período de treinamento mais prolongado pode até reverter o diagnóstico de comprometimento cognitivo leve, oferecendo uma possibilidade de prevenção e retardamento da progressão da demência.

A pesquisa abre portas para novas estratégias não farmacológicas que podem ser implementadas para ajudar na proteção do cérebro e na promoção de um envelhecimento mais saudável, especialmente para pessoas com risco elevado de desenvolver doenças neurodegenerativas.

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Estudo pode levar a incentivos maiores para adoção de hábitos saudáveis, visando proteger a saúde do cérebro (Imagem: Ground Picture/Shutterstock)

 

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Alzheimer: células imunológicas do cérebro podem auxiliar tratamento

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Pesquisadores da Northwestern University fizeram um avanço promissor no tratamento da doença de Alzheimer ao explorar o uso das células imunológicas do cérebro. O estudo está publicado na revista Nature Medicine.

Os especialistas aplicaram uma técnica chamada transcriptômica espacial, que permite analisar a localização da atividade genética dentro do tecido cerebral.

Com isso, conseguiram identificar que as microglia, as células imunológicas do cérebro, desempenham um papel crucial ao limpar as placas de beta-amiloide e restaurar um ambiente saudável no cérebro, o que poderia ajudar na recuperação neuronal.

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No computador, uma imagem de tecido cerebral humano com doença de Alzheimer que foi tratado com imunização beta-amiloide – Imagem: Northwestern University

Detalhes do estudo

  • Esse mecanismo recentemente descoberto pode abrir caminho para o desenvolvimento de tratamentos que foquem diretamente nessas células, evitando os efeitos colaterais comuns dos medicamentos atuais.
  • Embora ainda não seja uma cura, esse avanço representa um passo importante no entendimento das complexidades do Alzheimer, sugerindo formas de tratá-lo de maneira mais eficaz e direcionada no futuro.
  • Além disso, a pesquisa se soma a outros avanços, como o teste desenvolvido pela Universidade de Pittsburgh, que detecta pequenas quantidades da proteína tau no cérebro até uma década antes de ela ser visível em exames, e a recente categorização do Alzheimer em cinco subtipos, o que pode permitir tratamentos mais personalizados.

Esses estudos são animadores e podem levar a um futuro em que o tratamento do Alzheimer seja mais preciso e menos prejudicial aos pacientes.

Máquina de transcriptômica espacial segura uma lâmina contendo tecido cerebral humano de ensaio clínico – Imagem: Universidade Northwestern

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Quem foi pessoa mais jovem já diagnosticada com Alzheimer?

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Em 2023, neurologistas de uma clínica de memória na China diagnosticaram um jovem de 19 anos com Alzheimer, tornando-o o paciente mais jovem do mundo a receber esse diagnóstico. Um estudo sobre o caso foi publicado no Journal of Alzheimer’s Disease.

O adolescente, que começou a apresentar declínio de memória aos 17 anos, teve seu quadro agravado ao longo do tempo. Imagens de seu cérebro mostraram encolhimento no hipocampo, associado à memória, e seu fluido cerebrospinal indicou sinais típicos de Alzheimer.

Alzheimer com início precoce pode ocorrer, mas não é comum

  • Embora o Alzheimer seja frequentemente associada a pessoas idosas, casos de início precoce, como o deste jovem, representam até 10% dos diagnósticos;
  • Geralmente, esses casos estão ligados a mutações genéticas, mas a pesquisa genômica do jovem não revelou mutações usuais, o que dificultou a classificação de seu caso como Alzheimer familiar (DAF, na sigla em inglês);
  • Segundo o Science Alert, não havia histórico familiar de demência, o que torna seu caso um mistério.

O jovem, que enfrentava dificuldades de concentração e memória desde os 17 anos, teve um declínio cognitivo tão severo que não conseguiu terminar o ensino médio.

Jovem com Alzheimer apresentou primeiros sintomas aos 17 anos e foi diagnosticado aos 19 (Imagem: Naeblys/Shutterstock)

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Um ano após o diagnóstico, sua pontuação de memória estava significativamente abaixo da média para sua idade, e ele apresentou perdas de memória em testes específicos.

Os neurologistas envolvidos no caso sugeriram que a falta de mutações patogênicas claras indica que a patogênese de sua doença ainda precisa ser explorada.

O estudo destacou a complexidade da doença, que pode surgir por diversas vias e apresentar efeitos variados. Os especialistas pediram mais estudos sobre casos de Alzheimer de início precoce para aprofundar a compreensão dessa condição.

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Complexidade da doença de Alzheimer, que pode ter efeitos variados, indica a necessidade de mais pesquisas sobre casos de início precoce (Imagem: Naeblys/Shutterstock)

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