A agregação compreensiva da proteína ao longo do tempo pode ajudar fases iniciais da decifração de Parkinson

Uma das dificuldades as mais grandes em tratar a doença de Parkinson, uma desordem neurodegenerative progressiva, é a compreensão de quando começa. Agora, um estudo publicado na biologia das comunicações por pesquisadores na universidade federal de Rio de Janeiro, Brasil, e a universidade da Faculdade de Medicina de Virgínia, EUA, podem ajudar a esclarecer esse enigma. Pela primeira vez, cientistas observados como as variações do alfa-synuclein doença-associado da proteína do Parkinson mudam ao longo do tempo e podiam identificar as fases iniciais dos agregados da proteína ligados ao início adiantado de casos familiares da doença.

A caracterização destas estruturas e de sua organização é fundamental identificar as fases iniciais da doença. Já sabe-se que a degeneração dos neurônios que conduzem ao início dos sintomas tais como tremores está ligada aos agregados do alfa-synuclein, igualmente chamado filamentos do amyloid, no cérebro. Antes de formar tais filamentos, as proteínas submetem-se a uma fase intermediária, os oligómero, que estão igualmente actuais nos cérebros dos pacientes de Parkinson. Contudo, não há nenhum consenso no que mecanismos provocam a agregação, a perda neuronal da pilha, e a degeneração, nenhuns como o tóxico os agregados e os oligómero é às pilhas. Aquele é o que o estudo tenta compreender.

Uma pessoa desenvolve a doença de Parkinson sobre sua vida. A conversão de uma fase da proteína à outro ocorre lentamente. As estruturas intermediárias e os agregados do amyloid acumulam ao longo do tempo no cérebro. Até agora, nós não sabemos que espécies causam os sintomas e a toxicidade às pilhas. Se nós compreendemos a espécie da proteína que forma durante as fases iniciais de conversão da doença, nós podemos propr terapias novas para a detecção da doença antes que os sintomas apareçam.”

Guilherme A.P. de Oliveira, pesquisador na universidade de Virgínia, professor no UFRJ, autor principal

Durante o estudo, os cientistas compararam a conversão de quatro variações do alfa-synuclein ao longo do tempo, três delas ligaram aos casos adiantados da doença e o selvagem-tipo, apresenta nos casos do envelhecimento. Então, observaram diferenças significativas nos processos da agregação de cada proteína e encontraram que os oligómero se tornam em uma taxa muito maior em casos adiantados do início do que em casos do envelhecimento de Parkinson. Tais resultados podem explicar o início adiantado dos sintomas nos pacientes que carregam estas variações.

Os pesquisadores igualmente encontraram a evidência de que as espécies da proteína são importantes para o crescimento dos filamentos do amyloid. Além disso, observaram que os filamentos têm estruturas distintas segundo a mutação da proteína de que originam. “O mais intrigante são que não somente as etapas iniciais da associação são diferentes, mas igualmente alguns filamentos maduros de casos hereditários. Estes filamentos podem torcer diferentemente segundo que mutação esta presente,” explicam o Silva de Jerson Lima, o segundo co-autor e o professor em UFRJ.

Para executar o estudo, os pesquisadores usaram técnicas bioimaging pioneiros. Primeiramente, usaram uma ponta de prova fluorescente que permitisse que visualizassem cada etapa da associação da proteína ao longo do tempo. Os pesquisadores aperfeiçoaram condições no laboratório molhado para detectar as estruturas que não foram mostradas previamente durante a associação do alfa-synuclein. Tipicamente, a ponta de prova permite que os cientistas considerem somente duas fases: obscuridade, quando não houver nenhuma agregação, e luz, quando a agregação estar presente. Criando as circunstâncias direitas, Oliveira e o Silva controlaram segurar as etapas da luminosidade e, assim, observar a espécie intermediária participando na associação do alfa-synuclein, que não apareceria em outras circunstâncias.

O uso da microscopia do cryo-elétron, uma técnica concedida com o prémio nobel 2017 na química, era igualmente importante para o estudo. Permitindo o visualização das biomoléculas na definição próximo-atômica, os cientistas observaram a organização estrutural dos filamentos do amyloid. De acordo com Oliveira, a possibilidade de considerar tais estruturas contribui à revelação de tratamentos novos contra a doença. “Pelo mergulho que congela estas amostras e que adquire imagens avançadas do microscópio de elétron, nós podemos compreender melhor estas associações erradas da proteína em seus ambiente e maneiras nativos evitar sua formação. Eu estou contente que Brasil está fazendo agora a parte deste risco do W&T,” ele comemoro.