Cientistas observam proteína de Parkinson perfurar células cerebrais
Uma proteína tóxica forma poros dinâmicos nas membranas das células do cérebro – e isso pode ser a chave para entender como o Parkinson se desenvolve. Esta é a conclusão de um novo estudo da Universidade de Aarhus, onde pesquisadores desenvolveram um método avançado para rastrear ataques moleculares em tempo real.
A doença de Parkinson geralmente começa de maneira sutil. Um leve tremor na mão. Um pouco de rigidez. Mas, com o tempo, as células do cérebro começam a morrer e os sintomas pioram. A causa permaneceu um mistério por muito tempo – mas os cientistas podem estar mais perto de uma explicação.
O centro da atenção é a proteína α-sinucleína, que desempenha um papel na comunicação entre células no cérebro saudável. No entanto, no Parkinson, ela começa a se comportar de maneira anormal e se aglutina em estruturas tóxicas.
Até agora, a maioria das pesquisas se concentrou nos grandes agregados conhecidos como fibrilas, que são visíveis nos tecidos cerebrais de pacientes com Parkinson. Mas um novo estudo foca em estruturas menores, menos compreendidas e mais tóxicas: os oligômeros de α-sinucleína. De acordo com os pesquisadores, são eles que perfuram buracos microscópicos nas membranas das células nervosas.
O estudo foi publicado recentemente na renomada revista ACS Nano, publicada pela American Chemical Society.
Pequenas portas giratórias nas células
“Somos os primeiros a observar diretamente como esses oligômeros formam poros – e como os poros se comportam”, diz Mette Galsgaard Malle, pesquisadora de pós-doutorado na Universidade de Aarhus e na Universidade Harvard.
O processo se desenrola em três etapas. Primeiro, os oligômeros se ligam à membrana, especialmente em regiões curvadas. Em seguida, eles se inserem parcialmente na membrana. Por fim, formam um poro que permite a passagem de moléculas e potencialmente desestabiliza o equilíbrio interno da célula.
Mas esses não são buracos estáticos. Os poros se abrem e fecham constantemente, como pequenas portas giratórias.
“Esse comportamento dinâmico pode ajudar a explicar por que as células não morrem imediatamente”, diz Bo Volf Brøchner, aluno de doutorado e autor principal do estudo. “Se os poros permanecessem abertos, as células provavelmente colapsariam muito rapidamente. Mas, como eles abrem e fecham, as bombas da própria célula podem conseguir compensar temporariamente.”
Filme molecular em câmera lenta
Esta é a primeira vez que tais dinâmicas de poros foram observadas em tempo real. Isso foi possível graças a uma nova plataforma de análise de vesículas únicas que permite que os pesquisadores acompanhem as interações entre proteínas individuais e vesículas individuais.
Vesículas são pequenas bolhas artificiais que imitam as membranas celulares e servem como modelos simplificados de células reais.
“É como assistir a um filme molecular em câmera lenta”, explica Mette Galsgaard Malle. “Não só conseguimos ver o que acontece – também podemos testar como diferentes moléculas afetam o processo. Isso torna a plataforma uma ferramenta valiosa para triagem de medicamentos.”
Longo caminho até o tratamento
Na verdade, a equipe já testou nanocorpos – pequenos fragmentos de anticorpos – desenvolvidos para se ligarem especificamente a esses oligômeros. Eles mostram promessas como ferramentas de diagnóstico altamente seletivas. No entanto, como tratamento, ainda há um longo caminho pela frente.
“Os nanocorpos não bloquearam a formação do poro”, diz Bo Volf Brøchner. “Mas eles ainda podem ajudar a detectar oligômeros em estágios muito iniciais da doença. Isso é crucial, uma vez que o Parkinson é tipicamente diagnosticado apenas após danos neuronais significativos terem ocorrido.”
O estudo também mostra que os poros não são formados aleatoriamente. Eles tendem a surgir em tipos específicos de membranas – especialmente aquelas que se assemelham às membranas das mitocôndrias, as fábricas de energia da célula. Isso poderia indicar que o dano começa lá.
Um passo de cada vez
No entanto, os pesquisadores enfatizam que o estudo foi realizado em sistemas modelo – não em células vivas. O próximo passo será replicar as descobertas em tecido biológico, onde fatores mais complexos entram em jogo.
“Criamos uma configuração experimental limpa onde podemos medir uma coisa de cada vez. Essa é a força desta plataforma”, diz Mette Galsgaard Malle. “Mas agora precisamos dar o próximo passo e investigar o que acontece em sistemas biológicos mais complexos.”
