A Substituição de Microglia Doente Resgata Neurônios em Modelo Murino da Doença de Sandhoff

A doença de Sandhoff é um distúrbio neurodegenerativo lisossômico de depósito (LSD) raro, porém letal, sem cura aprovada. Ela resulta de mutações no gene *Hexb*, que codifica a subunidade β da enzima β-hexosaminidase, responsável pela degradação dos gangliossídeos GM2 e glicolipídeos relacionados. Sem essa enzima, substratos tóxicos se acumulam, desencadeando neuroinflamação progressiva e apoptose neuronal em massa, causando morte em humanos até os quatro anos de idade e em modelos murinos entre 18 e 20 semanas. Uma questão de longa data tem sido compreender por que a perturbação de um gene expresso quase exclusivamente em micróglias — as células imunes do cérebro — leva predominantemente à morte neuronal.

Para investigar esse paradoxo, os pesquisadores realizaram inicialmente transcriptômica espacial de alta resolução (Nanostring CosMx, painel de 1.000 genes, ~196.500 células de 6 cérebros) em cérebros de camundongos wildtype e knockout para *Hexb* (*Hexb*-/-) com 16 semanas. Confirmaram que a expressão de *Hexb* no SNC é específica de células mieloides e constataram que as células com maior perturbação transcricional na doença de Sandhoff eram os agrupamentos mieloides e múltiplos subtipos neuronais, com proeminente regulação positiva de genes relacionados à apoptose em neurônios. Os neurônios excitatórios apresentaram os maiores escores cumulativos de genes diferencialmente expressos, confirmando que a perda de uma enzima microglial produz profundas consequências moleculares nos neurônios.

Para explicar mecanisticamente essa conexão, a equipe realizou experimentos com meio condicionado e cocultivo. Demonstraram que as micróglias secretam ativamente a proteína Hexβ enzimaticamente ativa no espaço extracelular, e que os neurônios captam essa enzima secretada e a direcionam diretamente para seu compartimento lisossômico. O bloqueio do receptor de manose-6-fosfato (M6PR) — uma via canônica para a captação de enzimas lisossômicas — reduziu significativamente a internalização neuronal de Hexβ, sugerindo a endocitose mediada por M6PR como o principal mecanismo de captação.

Com base nessa compreensão mecanística, os autores testaram se a restauração do fornecimento de Hexβ ao cérebro, por meio da substituição das micróglias doentes, poderia reverter a doença. Combinaram transplante de medula óssea (BMT) com bussulfano e inibição farmacológica de CSF1R (PLX5622) — uma estratégia anteriormente demonstrada como capaz de alcançar 70–99% de substituição das micróglias em todo o cérebro por células mieloides derivadas da medula óssea do doador. Camundongos *Hexb*-/- tratados com BMT + CSF1Ri apresentaram melhorias dramáticas: restauração da expressão gênica de *Hexb* e da atividade enzimática, clearance do acúmulo de gangliossídeos GM2 e substratos glicoproteicos (confirmado por espectrometria de massa), reversão das assinaturas gênicas apoptóticas nos neurônios, normalização do tamanho lisossômico neuronal e da vacuolização, e melhora significativa no desempenho motor e comportamental em comparação com controles *Hexb*-/- não tratados. Importantemente, o BMT isolado (sem CSF1Ri) foi insuficiente para reproduzir esses benefícios no SNC, ressaltando a necessidade de se alcançar uma substituição microglial robusta em vez de um enxerto parcial.

Esses achados resolvem uma questão biológica fundamental — como a deficiência em uma enzima mieloide causa doença neuronal — e posicionam a substituição microglial via BMT + CSF1Ri como uma estratégia terapêutica promissora para a doença de Sandhoff e, potencialmente, para outros LSDs do SNC. O estudo também levanta implicações mais amplas para a compreensão da transferência de enzimas de micróglias para neurônios como um mecanismo fisiológico de homeostase lisossômica no cérebro saudável.