16 Dec 2022 - Fibrilas de α-sinucleína podem ser o denominador comum entre as sinucleinopatias, mas nem todas mapeiam para o mesmo projeto. As fibrilas de pessoas com atrofia de múltiplos sistemas dobram-se de maneira diferente daquelas encontradas no Parkinson, na demência da doença de Parkinson e na demência com corpos de Lewy. Se fibrilas únicas podem se formar em diferentes doenças, conformações específicas também podem surgir em diferentes estágios de uma única doença? Sim, dizem os cientistas liderados por Dan Li na Shanghai Jiao Tong University e Jian Wang na Fudan University, também em Shanghai.
Fibras de sinucleína
amplificadas a partir do líquido cefalorraquidiano.
Uma
conformação é abundante em todos os estágios do Parkinson.
Um
confôrmero menor apenas do LCR (líquido cefalorraquidiano) em
estágio avançado semeia novas fibrilas de forma potente.
Na Structure de 12
de dezembro, eles relatam um conformador de uma pessoa com Parkinson
em estágio avançado que não foi detectado em outras pessoas em
estágio intermediário ou pré-clínico da doença. As descobertas
sugerem que as fibrilas de α-sinucleína sofrem uma transição
conformacional à medida que a doença progride. Os cientistas se
perguntam se outros amilóides, incluindo Aβ e fibrilas tau, também
podem mudar de forma ao longo do tempo.
Deslocamento de
Sinucleínas. No Parkinson, os polimorfos de α-sinucleína mais
abundantes são os mesmos ao longo da progressão da doença.
Polimorfos menores, no entanto, são diferentes. A variante mais
tóxica para os neurônios surge no estágio avançado da DP.
[Cortesia de Fan et al., Structure, 2022.]
Para ser claro, os
primeiros autores conjuntos Yun Fan, da Universidade de Fudan, e
Yunpeng Sun, do Instituto de Química Orgânica de Xangai, não
isolaram fibrilas do tecido cerebral, como estudos recentes de
crio-EM foram capazes de fazer. Eles usaram uma técnica desenvolvida
pelo grupo de Claudio Soto na Universidade do Texas para estimular o
crescimento de protofibrilas usando o líquido cefalorraquidiano como
semente (Shahnawaz et al., 2020).
Eles testaram o LCR de
quatro controles saudáveis, de uma pessoa com DP pré-clínica,
quatro com DP em estágio intermediário e uma pessoa com doença em
estágio avançado. O método de amplificação cíclica de
dobramento incorreto de proteínas (PMCA - protein misfolding cyclic amplification - amplificação cíclica de dobramento incorreto de proteínas) não produziu fibrilas do
CSF de controle, mas todas as seis amostras de DP semearam agregados
de sinucleína. Quando os cientistas examinaram essas fibrilas por
crio-EM, eles encontraram um grande polimorfo em todos os estágios
da doença (veja a imagem abaixo). Dobra-se de forma semelhante às
fibrilas de sinucleína feitas in vitro (Guerrero-Ferreira et al.,
2019).
Transformando Polimorfos. Os principais polimorfos de sinucleína de todos os estágios da doença eram idênticos (esquerda), compreendendo duas hélices canhotas (roxo e dourado) que se enrolam uma na outra. O polimorfo menor da DP de estágio intermediário (centro) tinha protofibrilas quase idênticas (marrom e azul) às das formas principais, mas elas se envolviam em uma conformação diferente. O polimorfo menor da DP em estágio avançado (à direita) tinha uma dobra única; duas protofibrilas idênticas (ciano) se abraçaram para formar fibrilas. [Cortesia de Fan et al., Structure, 2022]
Os polimorfos menores eram mais
interessantes. No estágio intermediário da DP, eles eram muito
semelhantes aos principais polimorfos, adotando as mesmas dobras, mas
envolvendo-se de maneira diferente para formar fibrilas (veja a
imagem acima).
A forma menor da DP tardia era completamente
diferente. Duplas de uma única protofibrila abraçadas para formar
fibrilas, formando uma estrutura que não havia sido relatada antes.
Ainda assim, essas protofibrilas adotaram dobras substancialmente
semelhantes às observadas nas fibrilas de Li feitas anteriormente in
vitro e com dobras encontradas na sinucleína isolada do cérebro de
pessoas com atrofia de múltiplos sistemas (Li et al., 2018; notícias
de março de 2020). As diferenças incluem um terminal C mais
alongado na variante amplificada em estágio avançado versus a
estrutura MSA e um gancho β nos resíduos 59-72 na protofibrila PMCA
com cadeias laterais invertidas em 180 graus (veja a imagem abaixo).
Os autores observam que as fibrilas MSA incorporam modificações
pós-traducionais e cofatores misteriosos que podem não ser
totalmente capturados pela amplificação de PMCA, portanto, podem
não representar totalmente o conformador pai que se esconde no
cérebro.
PD á la MSA? O polimorfo menor amplificado do LCR de DP em estágio avançado (ciano) dobra-se de forma semelhante (canto superior esquerdo) para protofibrilas de sinucleína isoladas de tecido cerebral MSA (cinza) ou amplificadas de fibrilas MSA (roxo). Visualizações ampliadas i, ii e iii mostram as principais diferenças. [Cortesia de Fan et al., Structure, 2022.]
O polimorfo da DP em estágio avançado revela algo sobre a progressão da doença? Curiosamente, a amostra de PMCA em estágio avançado foi a mais tóxica para os neurônios em cultura, induzindo fortemente a fosforilação da α-sinucleína endógena e semeando novas fibrilas. Uma vez que esta amostra continha 27 por cento de polimorfo menor, contra 8 por cento a 17 por cento para as amostras pré e intermediárias, os autores atribuíram esta toxicidade ao polimorfo menor de estágio avançado.—Tom Fagan. Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Alzforum.
