Imagem: Hans Reiniers/Unsplash
Com informações do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Biologia Estrutural e Bioimagem (Inbb)
Uma das maiores dificuldades no tratamento contra a doença de Parkinson é a falta de entendimento sobre o momento exato em que a enfermidade começa a se desenvolver. Agora, um estudo de pesquisadores da UFRJ e da Universidade de Virgínia, nos Estados Unidos, avançou na identificação de agregados de proteínas ligados a casos precoces da doença.
A pesquisa, publicada na revista científica Communications Biology, busca compreender como essas estruturas se organizam, a fim de identificar os estágios iniciais da doença. Já se sabe que a degeneração dos neurônios — que leva ao aparecimento de sintomas como tremores e lentidão dos movimentos, por exemplo — está ligada ao acúmulo de filamentos amiloides no cérebro. Antes de os formarem, as proteínas passam por um estágio intermediário, os oligômeros, que também estão presentes no cérebro dos pacientes com Parkinson. No entanto, os cientistas ainda não compreendem como o surgimento dessas estruturas se dá, nem quais são seus graus de toxicidade para os neurônios.
“Uma pessoa desenvolve Parkinson ao longo de toda uma vida. A conversão entre os estágios da proteína acontece lentamente, e as estruturas intermediárias e filamentos se acumulam por muito tempo. Mas não sabemos qual dos dois desencadeia o surgimento dos sintomas e é mais tóxico para as células”, explica Guilherme de Oliveira, professor da UFRJ e um dos coautores do estudo. “Se conseguirmos entender o início da conversão, poderemos desenvolver uma terapia para o tratamento precoce”, complementa.
Durante a análise, os cientistas compararam a dinâmica de formação dos oligômeros em quatro variantes da alfa-sinucleína (um dos genes ligados ao Parkinson), sendo três delas ligadas a casos hereditários precoces da doença e outra presente em casos de envelhecimento. A partir daí, observaram diferenças significativas nos processos de agregação de cada uma e descobriram que, nos casos precoces, os estágios intermediários se formam em uma velocidade muito maior que nos casos de envelhecimento. Tais resultados podem explicar o surgimento dos sintomas em pessoas mais jovens.
Os pesquisadores também encontraram evidências de quais tipos de proteína são importantes para o surgimento dos filamentos amiloides. Mais do que isso, identificaram que tais fibras, dependendo da variante da qual se originam, apresentam estruturas distintas. “O interessante é que não só os estágios iniciais da conversão são diferentes, mas alguns filamentos que se formam em casos de Parkinson precoce também são. Dependendo da mutação, eles se torcem de formas diferentes”, explica Jerson Lima Silva, também coautor da pesquisa e professor da UFRJ.
Para realizarem o estudo, os pesquisadores adotaram técnicas de ponta em bioimagem. A partir de uma técnica de fluorescência que permitiu visualizar os diversos estágios de associação da proteína ao longo do tempo, os cientistas desenvolveram condições que possibilitaram observar estruturas que antes não eram mostradas. Normalmente, o marcador fluorescente utilizado permite ver apenas dois estágios: sem agregação — quando as moléculas estão escuras — e com agregação — quando estão iluminadas. Com as condições apropriadas, os pesquisadores conseguiram conferir gradação à luminosidade e, com isso, observar os oligômeros correspondentes ao estágio intermediário, que em outras circunstâncias não apareceriam.
O uso de outra técnica, a criomicroscopia eletrônica, também foi importante para a pesquisa, ao permitir a visualização da estrutura tridimensional de biomoléculas. Segundo Oliveira, a possibilidade de enxergar tais estruturas contribui para o desenvolvimento de novos tratamentos. “Com a criomicroscopia eletrônica, conseguimos entender melhor a formação desses agregados de proteínas em seu ambiente nativo, além de estudar maneiras de evitar que se formem”, afirma.
A pesquisa contou com incentivo da Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (Faperj), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Biologia Estrutural e Bioimagem (Inbeb).