Cientistas derretem aglomerados precoces de proteínas e eliminam os danos do Alzheimer

A doença de Alzheimer (DA) continua a ser um dos desafios médicos mais difíceis, especialmente à medida que as populações globais continuam a envelhecer. Os cientistas há muito se concentram na farmacologia e nas abordagens biomédicas tradicionais. No entanto, a complexidade da DA levou os investigadores a explorar conhecimentos de outros campos científicos que podem abrir novos caminhos para a compreensão da doença e a concepção de tratamentos.

Como o comportamento do polímero ajudou a explicar as fibrilas da proteína Tau

Liderada pelo professor Rei Kurita, a equipe de pesquisa aplicou ideias de como os polímeros se organizam em cristais. Os polímeros, que são longas cadeias de unidades moleculares repetidas, muitas vezes não cristalizam simplesmente adicionando uma cadeia de cada vez. Em vez disso, eles passam por estruturas precursoras intermediárias antes de formar um cristal ordenado. Com base neste conceito, os cientistas examinaram as proteínas tau em solução e descobriram que a formação de fibrilas (fibrilização) também é precedida por uma fase precursora. Neste caso, o precursor é um conjunto solto de proteínas tau medindo apenas dezenas de nanômetros. Técnicas incluindo espalhamento de raios X de pequeno ângulo e análises baseadas em fluorescência confirmaram a presença dessas estruturas.

Uma descoberta importante foi que estes precursores não são rígidos, mas sim aglomerados suaves e temporários. Os pesquisadores conseguiram dissolvê-los alterando os níveis de cloreto de sódio na presença de heparina, um anticoagulante natural. Quando os aglomerados foram interrompidos ou impedidos de se formar, a solução quase não produziu fibrilas de tau. A equipe sugeriu que esse efeito ocorre porque o aumento das concentrações de íons carregados reduz a intensidade com que as proteínas tau interagem com a heparina. De acordo com a explicação deles, essa mudança aumenta a “triagem” eletrostática, tornando mais difícil para as moléculas se encontrarem e formarem aglomerados.

Uma nova direção terapêutica para Alzheimer e além

Estas descobertas apontam para uma mudança potencial na forma como os cientistas abordam os tratamentos da DA. Em vez de tentar quebrar as fibrilas finais, as terapias poderiam ter como objectivo parar a fase precursora reversível antes do desenvolvimento de estruturas prejudiciais. Esta abordagem poderia influenciar não só a investigação sobre a doença de Alzheimer, mas também os esforços para compreender outras doenças neurodegenerativas, incluindo a doença de Parkinson.

Este trabalho foi apoiado pelo JST SPRING Program Grant Number JPMJSP2156, JSPS KAKENHI Grant Numbers 22K07362, 25K21773, 24H00624, 22H05036, 23K21357, 25K02405, 23H00394, 23KK0133 e 20H01874, número de concessão do programa de pesquisa e desenvolvimento JST Moonshot JPMJMS2024 e número de concessão AMED 24wm0625303 e 25dk0207073.

Fibrilas de Proteína Tau

As fibrilas da proteína tau são feixes anormais de proteínas tau que se reúnem dentro dos neurônios quando a tau perde sua forma e função normais. Em condições saudáveis, a tau funciona como um feixe de suporte estabilizador, ajudando a manter os microtúbulos que permitem que os nutrientes e os sinais se movam através das células nervosas. Quando o tau fica mal dobrado, ele começa a se agrupar em longos agregados fibrosos conhecidos como fibrilas. Estas estruturas interferem no sistema de transporte interno da célula e estão fortemente ligadas ao declínio cognitivo observado na doença de Alzheimer e outras condições neurodegenerativas. Como as fibrilas crescem a partir de aglomerados menores de tau em estágio inicial, os pesquisadores estão cada vez mais focados em bloquear essas etapas iniciais para evitar danos a jusante.