Pesquisadores descobriram o mecanismo pelo qual a proteína optineurina cria 'sacos de lixo' (verde) ao redor das mitocôndrias danificadas (vermelho), marcando-as para remoção
June 26, 2023 - Podemos estar um passo mais perto de desenvolver um tratamento para a doença de Parkinson, graças a uma nova pesquisa australiana que descobriu como uma proteína chamada optineurina funciona de maneira distinta para limpar as mitocôndrias danificadas do cérebro.
As mitocôndrias são as usinas de força de nossas células. Eles combinam oxigênio com moléculas de combustível – açúcares e gorduras – dos alimentos, quebrando-os para produzir energia. Quando as mitocôndrias são defeituosas, as células não têm energia suficiente e as moléculas de oxigênio e combustível não utilizadas se acumulam nas células, causando danos. Mitocôndrias quebradas têm sido associadas a várias doenças, incluindo a doença de Parkinson.
Quando são quebradas, as mitocôndrias são normalmente removidas e recicladas pelo sistema de eliminação de lixo do corpo em um processo chamado mitofagia. Pesquisadores do Instituto Walter e Eliza Hall (WEHI) examinaram os mecanismos moleculares subjacentes à remoção de mitocôndrias danificadas, particularmente no cenário da doença de Parkinson, fazendo uma descoberta importante no processo.
A maneira como o corpo remove as mitocôndrias danificadas é um processo em cascata. A proteína PINK1 monitora a saúde mitocondrial. Quando um problema é detectado, ele ativa outra proteína, Parkin, para marcar as mitocôndrias danificadas para remoção. As duas proteínas então contam com a ajuda de uma terceira proteína, optineurina (OPTN), para criar um “saco de lixo” celular ao redor das mitocôndrias com defeito.
Tudo isso os pesquisadores já sabiam. O que eles descobriram em seu estudo, porém, é que o OPTN reconhece e remove as mitocôndrias danificadas ligando-se a uma enzima chamada TBK1. Embora os pesquisadores estivessem cientes da presença do OPTN e de que ele desempenhava um papel nesse processo, seu modo de ação era desconhecido até agora.
“Embora existam muitas proteínas que ligam materiais celulares danificados ao maquinário de eliminação de lixo, descobrimos que a optineurina faz isso de uma maneira altamente não convencional, diferente de tudo o que vimos em proteínas semelhantes”, disse Michael Lazarou, autor correspondente do estudo. “Essa descoberta é significativa porque o cérebro humano depende da optineurina para degradar suas mitocôndrias por meio do sistema de descarte de lixo conduzido por PINK1 e Parkin”.
Na doença de Parkinson, mutações em PINK1 e Parkin podem resultar no acúmulo de mitocôndrias danificadas no cérebro, levando a tremores e rigidez que são as características da doença neurodegenerativa. Os pesquisadores dizem que descobrir a interação do OPTN com o TBK1 pode levar a novos tratamentos.
“Outras proteínas não precisam de TBK1 para ajudá-las a desencadear esse processo de degradação, tornando a optineurina uma exceção real quando se trata de como nossos corpos removem as mitocôndrias”, disse Thanh Nguyen, principal autor do estudo. “Isso nos permitiu observar as características dessa via envolvendo TBK1 como um potencial alvo de drogas, o que é um passo significativo em nossa busca por novos tratamentos para a doença de Parkinson”.
Os pesquisadores dizem que a descoberta abre as portas para o desenvolvimento de tratamentos que exploram o mecanismo de ação do OPTN.
“O objetivo final seria encontrar uma maneira de aumentar os níveis de mitofagia PINK1/Parkin no corpo – especialmente no cérebro – para que as mitocôndrias danificadas possam ser removidas com mais eficácia”, disse Nguyen. “Também esperamos projetar uma molécula que possa imitar o que a optineurina faz, de modo que as mitocôndrias danificadas possam ser removidas mesmo sem PINK1 ou Parkin. Dado que a optineurina é crítica na ativação do sistema de eliminação de lixo em nossos cérebros, isso poderia impedir o acúmulo de mitocôndrias danificadas nessa região, que é um precursor significativo da doença de Parkinson”.
Embora a aplicação clínica das descobertas do estudo esteja a anos de distância, mais pesquisas estão planejadas para entender melhor por que o OPTN faz o que faz.
“Nosso próximo passo é trabalhar com o Centro de Doença de Parkinson da WEHI para validar nossas descobertas em sistemas de modelos neuronais para entender por que a optineurina se comporta dessa maneira, o que fornecerá mais informações sobre como podemos direcionar optineurina e TBK1 para aprimorar as opções de tratamento para pessoas com PINK1 / Parkin no futuro”, disse Nguyen.
O estudo foi publicado na revista Molecular Cell. Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Newatlas.
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