Pesquisadores do Baylor College of Medicine identificaram uma nova abordagem potencial para combater as doenças de Alzheimer e Parkinson. Ambas as condições estão associadas ao acúmulo de coágulos nocivos formados pelas proteínas tau e alfa-sinucleína no cérebro.
Num estudo publicado em Comunicações da naturezapesquisadores descobriram que a tubulina, uma proteína que serve como bloco de construção dos microtúbulos, pode ajudar a prevenir esses acúmulos tóxicos. Os microtúbulos atuam como “ferrovias” internas da célula, ajudando a transportar materiais e a manter a estrutura. De acordo com as descobertas, a tubulina pode impedir que a tau e a alfa-sinucleína formem agregados prejudiciais e, em vez disso, encorajá-los a desempenhar as suas funções normais dentro de neurónios saudáveis.
Coágulos de proteínas tóxicas e doenças cerebrais
“A tau e a alfa-sinucleína são bem conhecidas por seu papel em doenças neurodegenerativas, como Alzheimer e Parkinson. Sob essas condições, essas proteínas podem se dobrar, agrupar-se e formar agregados prejudiciais que danificam os neurônios e contribuem para a perda de memória, problemas de movimento e outros sintomas”, disse o primeiro autor, Dr. Lathan Lucas, estudante de doutorado em bioquímica e farmacologia molecular no Laboratório Dr.
“Mas a tau e a alfa-sinucleína também têm funções importantes em neurônios saudáveis – elas ajudam a manter a estrutura celular e a comunicação, interagindo com a tubulina e ajudando a montar e estabilizar os microtúbulos”.
A tau e a alfa-sinucleína realizam suas atividades benéficas e prejudiciais em minúsculas gotículas celulares conhecidas como condensados. Como estas gotículas estão envolvidas em processos relacionados com doenças, os cientistas estão a considerar prevenir a sua formação como uma possível estratégia de tratamento. No entanto, os condensados também desempenham um papel importante no funcionamento normal do cérebro, levantando preocupações de que a sua eliminação possa perturbar a actividade neuronal saudável.
Redirecionando proteínas para um papel saudável
“Isso nos levou à seguinte ideia: e se, em vez de impedir a formação das gotículas, criássemos condições que movessem a tau e a alfa-sinucleína dentro das gotículas em direção ao seu caminho saudável, evitando que seguissem o caminho da doença?” disse Ferreon, professor associado de bioquímica e farmacologia molecular e coautor do artigo.
Lucas ofereceu uma analogia para explicar esse conceito.
“Acredito que o tau e a alfa-sinucleína são as crianças que estão perturbando a paz na escola. Você pode mantê-los na sala de aula e envolvê-los de outra forma, além de atuar, ou mantê-los envolvidos em atividades escolares, esportes ou teatro para mantê-los longe de problemas”, disse Lucas. “Descobrimos que a tubulina pode guiar os criadores de problemas da tau e da alfa-sinucleína por um caminho saudável.”
Para investigar essa ideia, os pesquisadores combinaram métodos bioquímicos e biofísicos com microscopia de alta resolução e análise baseada em neurônios. O objetivo deles era determinar se a tubulina poderia influenciar o comportamento da tau e da alfa-sinucleína e prevenir a formação de agregados tóxicos nos condensados.
A tubulina atua como fator protetor
“Quando os níveis de tubulina estão baixos, como ocorre na doença de Alzheimer, há menos microtúbulos, e a tau e a alfa-sinucleína podem formar agregados tóxicos”, disse Lucas.
“Mas quando a tubulina está presente, a tau e a alfa-sinucleína afastam-se dos agregados prejudiciais e, em vez disso, promovem a montagem de microtúbulos saudáveis”, disse Lucas. “A tubulina redireciona a atividade dessas proteínas, dando-lhes algo produtivo para fazer.”
Os dados obtidos mostram que a tubulina pode desempenhar um papel muito mais ativo na proteção do cérebro do que se pensava anteriormente.
“Nossas descobertas mudam fundamentalmente o papel da tubulina na neurodegeneração, de vítima passiva de doenças para defensora ativa contra a agregação de proteínas tóxicas”, disse Fereon. “Aumentar o pool de tubulina, em vez de bloquear a formação de gotículas, pode restringir a agregação tóxica, preservando ao mesmo tempo o papel saudável da tau e da alfa-sinucleína, oferecendo uma potencial estratégia terapêutica seletiva”.
Outros participantes do estudo incluem a primeira autora Phoebe S. Choi, Mai Diem Quan, Kyung-Jay Choi e a coautora Josephine C. Ferreon do Baylor College of Medicine.
A pesquisa foi apoiada pela bolsa NINDS-NIH R01 NS105874, pela bolsa Welch Foundation Q-2097-20220331 e pela bolsa NIGMS-NIH R01 GM122763.
