A tubulina previne aglomerados tóxicos de proteínas cerebrais ligados ao Alzheimer e ao Parkinson
Cientistas 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 aglomerados prejudiciais formados pelas proteínas Tau e alfa sinucleína no cérebro.
Num estudo publicado em Comunicações da Naturezaos pesquisadores descobriram que a tubulina, uma proteína que serve como alicerce dos microtúbulos, pode ajudar a prevenir esses acúmulos tóxicos. Os microtúbulos atuam como “trilhos ferroviários” internos 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.
Aglomerados de proteínas tóxicas e doenças cerebrais
“A tau e a alfa-sinucleína são bem conhecidas por seus papéis em doenças neurodegenerativas como Alzheimer e Parkinson. Nessas condições, essas proteínas podem se dobrar, unir-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, associado de pós-doutorado em bioquímica e farmacologia molecular no laboratório do Dr.
“Mas a Tau e a alfa-sinucleína também cumprem funções essenciais em neurônios saudáveis - elas ajudam a manter a estrutura celular e apoiam a comunicação, interagindo com a tubulina e contribuindo para a montagem e estabilização dos microtúbulos.”
A tau e a alfa-sinucleína realizam atividades benéficas e prejudiciais em minúsculas gotículas celulares conhecidas como condensados. Como essas gotículas estão envolvidas em processos relacionados a doenças, os cientistas consideraram a prevenção de sua formação como uma possível estratégia de tratamento. No entanto, os condensados também desempenham papéis importantes no funcionamento normal do cérebro, levantando preocupações de que eliminá-los possa perturbar a atividade neuronal saudável.
Redirecionando proteínas para um papel saudável
“Isso nos levou à seguinte ideia: e se, em vez de prevenir a formação de gotículas, criássemos condições que conduzissem a Tau e a alfa-sinucleína dentro das gotículas em direção ao seu caminho saudável, desencorajando-as de seguir o caminho da doença?” disse Ferreon, professor associado de bioquímica e farmacologia molecular e co-autor correspondente do trabalho.
Lucas ofereceu uma analogia para explicar o conceito.
“Penso no Tau e na alfa-sinucleína como crianças encrenqueiras na escola. Você pode mantê-los na sala de aula com pouco a fazer a não ser atuar ou mantê-los envolvidos com trabalhos escolares, esportes ou teatro para que não tenham problemas”, disse Lucas. “Descobrimos que a tubulina pode levar os criadores de problemas da Tau e da alfa-sinucleína a um caminho saudável.”
Para investigar a ideia, os pesquisadores combinaram métodos bioquímicos e biofísicos com microscopia de alta resolução e ensaios baseados em neurônios. Seu objetivo era determinar se a tubulina poderia influenciar o comportamento da Tau e da alfa-sinucleína e prevenir a formação de agregados tóxicos dentro dos condensados.
Tubulina atua como fator protetor
“Quando os níveis de tubulina estão baixos, como foi encontrado na doença de Alzheimer, os microtúbulos são menos abundantes 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 se afastam 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.”
As descobertas sugerem que a tubulina pode desempenhar um papel muito mais ativo na proteção do cérebro do que o anteriormente reconhecido.
“Nossas descobertas mudam significativamente o papel da tubulina na neurodegeneração, de uma vítima passiva de doenças para um protetor ativo contra a agregação de proteínas tóxicas”, disse Ferreon. “Aumentar o pool de tubulina, em vez de bloquear a formação de gotículas, pode reduzir a agregação tóxica, preservando ao mesmo tempo os papéis saudáveis da Tau e da alfa-sinucleína, oferecendo uma potencial estratégia terapêutica seletiva”.
Outros colaboradores do estudo incluem a co-autora Phoebe S. Tsoi, My Diem Quan, Kyoung-Jae Choi e a co-autora Josephine C. Ferreon, todas 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.
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