Pesquisadores da Texas A&M AgriLife lançam luz sobre a neurotoxicidade no distúrbio
October 8,
2021 - Mais de 10 milhões de pessoas em todo o mundo têm a doença
de Parkinson, que é progressivamente debilitante e, atualmente,
incurável. Agora, os pesquisadores do Texas A&M AgriLife
descobriram uma nova maneira de estudar a progressão do distúrbio
em um nível molecular. A equipe também obteve novas pistas para um
tratamento.
Para continuar o trabalho no projeto, o
National Institutes of General Medical Sciences concedeu o
Outstanding Investigator Award e US $ 1,4 milhão em financiamento a
Dmitry Kurouski, Ph.D., professor assistente do Departamento de
Bioquímica do Texas A&M College of Agriculture and Life Sciences
Biofísica.
A doença de Parkinson causa vazamentos em
alguns neurônios
Em pacientes com Parkinson, uma proteína
normalmente benigna chamada alfa-sinucleína começa a se comportar
de maneira anormal - mas apenas em alguns neurônios. Um neurônio
saudável contém muitas cópias idênticas de alfa-sinucleína. Em
pacientes com Parkinson, essas cópias tendem a formar grandes
aglomerados ou agregados. Os neurônios que contêm esses agregados
ficam “vazando” e, eventualmente, morrem. Com o tempo, mais e
mais neurônios são afetados. Ainda assim, em outros neurônios no
mesmo cérebro, a alfa-sinucleína não se agrega na mesma extensão
e não causa problemas.
A alfa-sinucleína pode se
comportar de maneiras tão diferentes em neurônios diferentes por
causa do que mais está nas células. Por exemplo, a alfa-sinucleína
interage com os lipídios, uma classe de moléculas que são os
principais componentes das membranas celulares. Relacionado a isso,
vários grupos de pesquisa mostraram que a alfa-sinucleína pode
romper as membranas celulares e torná-las vazadas.
Aprender
mais sobre como os diferentes lipídios e a alfa-sinucleína
interagem pode responder por que a alfa-sinucleína é tóxica em
alguns neurônios, mas não em outros. No entanto, estudar esse
fenômeno tem sido um desafio. A alfa-sinucleína pode se agregar em
formas muito diferentes, como a água formando flocos de neve, bolas
de neve, pingentes de gelo ou icebergs. As formas variadas e mutáveis
dos agregados confundem várias técnicas que os pesquisadores
podem usar para estudá-los.
O que há de novo
Tianyi
Dou, estudante de graduação e co-autora, trabalhando no laboratório
(foto Texas A&M AgriLife de Dmitry Kurouski)
Um método
desenvolvido recentemente por Kurouski revelou-se bastante útil para
estudar a interação da alfa-sinucleína com os lipídios. Kurouski
e sua equipe estão usando duas técnicas sofisticadas que eles
usaram anteriormente em partículas de vírus de várias formas -
espectroscopia nano-Raman e espectroscopia nano-infravermelho.
Na
verdade, para o projeto de Parkinson, as técnicas já estão
fornecendo informações sobre as dobras, lipídios e aminoácidos na
superfície dos agregados de alfa-sinucleína e em seu núcleo.
“O
que descobrimos é que a estrutura e a toxicidade da alfa-sinucleína
podem ser alteradas exclusivamente por lipídios”, disse Kurouski.
Este trabalho foi publicado recentemente no Journal of Physical
Chemistry Letters.
Em seguida, a equipe investigará mais
como os componentes da membrana celular, como o colesterol, afetam a
toxicidade da alfa-sinucleína. Os pesquisadores planejam estudar
esses efeitos em células em cultura e em células de pacientes com
Parkinson.
No geral, a equipe visa determinar por que a
alfa-sinucleína tem efeitos tóxicos apenas em alguns neurônios. Os
pesquisadores levantam a hipótese de que a toxicidade dos agregados
de alfa-sinucleína é determinada por sua estrutura. Essa estrutura,
por sua vez, é controlada pela composição lipídica das membranas
neuronais.
“Com a idade e outros fatores, a composição
lipídica do cérebro muda”, disse Kurouski. “Se descobrirmos que
uma determinada composição lipídica promove a toxicidade da
alfa-sinucleína, poderíamos então encontrar um tratamento ou uma
dieta para mitigá-la?”
Tianyi Dou, uma estudante de
pós-graduação no laboratório de Kurouski, tem conduzido
experimentos de espectroscopia.
“Mesmo que o que estamos
fazendo possa não curar a doença diretamente, é essencial entender
o mecanismo pelo qual os agregados se tornam tóxicos”, disse Dou.
“É um projeto difícil e estamos dando o nosso melhor para
explorar as peças que faltam.”
Um projeto em construção
há anos
Kurouski estudou doenças relacionadas a agregados de
proteínas pela primeira vez como estudante de pós-graduação. Ele
sempre quis voltar a esse tópico em seu próprio laboratório, disse
ele.
“Quando comecei o laboratório, começamos a
trabalhar no Parkinson e levou vários anos para construir a
instrumentação para a análise estrutural que agora podemos fazer”,
disse Kurouski. “Testamos o método primeiro em vírus e vimos que
ele pode funcionar excepcionalmente bem para a caracterização de
pequenos objetos biológicos.”
Eventualmente, uma olhada
em outras doenças além do Parkinson
A equipe planeja usar o
mesmo método para estudar agregados de proteínas ligados às
doenças de Alzheimer, Huntington e príons.
“Esses
diferentes problemas podem mostrar sinergia ou abrir mais questões”,
disse Kurouski. “Queremos entender se o que estamos descrevendo é
um fenômeno geral.” Original em inglês, tradução Google,
revisão Hugo. Fonte: Bcbp.
