Alzheimer: o que causa danos às células cerebrais?
Os cientistas descobriram um mecanismo pelo qual uma proteína tóxica do cérebro que é uma marca registrada da doença de Alzheimer pode danificar neurônios ou células cerebrais.
A equipe do Instituto de Neurociências de Grenoble, na França, que fez a descoberta, também sugere uma forma potencial de desarmar o mecanismo durante os estágios iniciais da doença.
O estudo diz respeito ao funcionamento das espinhas dendríticas, que são as estruturas minúsculas nas partes ramificadas das células cerebrais que recebem sinais de outras células cerebrais.
Parece que o beta-amilóide, uma proteína tóxica que se acumula no cérebro de pessoas com doença de Alzheimer, aciona um mecanismo que interrompe o funcionamento da coluna dendrítica.
O mecanismo desativa uma proteína chamada cofilina 1, e a atividade dessa proteína é crucial para o funcionamento saudável da coluna dendrítica.
O Journal of Neuroscience publicou recentemente um artigo de estudo sobre a pesquisa.
Ele descreve como a equipe usou amostras de tecido cerebral de modelos de camundongos e pessoas com doença de Alzheimer para chegar às suas descobertas.
Uma descoberta importante foi que a exposição aos peptídeos beta-amilóides, que são os blocos de construção da proteína tóxica, levou a um aumento na forma inativa da cofilina 1.
“Além do mais”, observa o coautor do estudo José Martínez-Hernández, Ph.D., que agora trabalha no Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular da Universidade do País Basco, na Espanha, “os peptídeos beta-amilóides levam a menos espinhos a longo prazo; quando deixam de ser funcionais, perdem-se gradualmente ao longo do tempo. ”
A doença de Alzheimer destrói as conexões cerebrais
A doença de Alzheimer é uma doença cerebral irreversível que piora com o tempo. É a causa mais comum de demência.
A doença corrói a capacidade de lembrar, pensar e realizar tarefas simples, até que as pessoas com Alzheimer não consigam mais cuidar de si mesmas. A maioria dos indivíduos começa a sentir os sintomas por volta dos 60 anos.
De acordo com o National Institute on Aging, os especialistas acreditam que existam mais de 5,5 milhões de pessoas vivendo com a doença de Alzheimer nos Estados Unidos.
Diferentes formas de demência têm diferentes características. Na doença de Alzheimer, as características distintivas incluem um acúmulo tóxico de beta-amilóide e outra proteína chamada tau e a perda de conexões entre os neurônios.
Os neurônios transmitem informações no cérebro e transportam sinais do cérebro para outras partes do corpo, como órgãos e músculos.
Os bilhões de neurônios no cérebro se comunicam entre si enviando e recebendo mensagens químicas através de "estruturas especializadas" conhecidas como sinapses. Essas estruturas vêm e vão, se fortalecem e se enfraquecem, dependendo da experiência.
O cérebro armazena informações de longo prazo, alterando a química e a estrutura das sinapses. Os cientistas acreditam que a natureza dinâmica e flutuante das sinapses sustenta a memória e o aprendizado.
Sinapses, espinhas dendríticas e citoesqueletos
Quando a informação, na forma de mensageiros químicos, viaja através de uma sinapse de uma célula cerebral para outra, estruturas ramificadas chamadas dendritos trazem os sinais para o neurônio receptor.
As espinhas dendríticas são minúsculas protuberâncias nas estruturas ramificadas que recebem ativamente sinais de outras células cerebrais.
A pesquisa recente revela como, no tecido cerebral afetado pela doença de Alzheimer, a beta-amilóide tóxica prejudica as sinapses, reduzindo a atividade da proteína cofilina 1 nas espinhas dendríticas.
As células cerebrais têm um citoesqueleto que não apenas mantém sua estrutura tridimensional, mas também é responsável pelo transporte dinâmico de substâncias dentro da célula.
Os citoesqueletos têm essa capacidade porque consistem em filamentos de actina altamente ativos, que, como explica Martínez, “estão ancorados, mas se movem constantemente como se fossem uma escada rolante”.
Cofilin 1 quebra os filamentos em unidades separadas de actina, “uma tarefa que mantém a dinâmica ativa”, acrescenta.
A inativação de cofilina 1 prejudica as espinhas dendríticas
A fosforilação, ou a adição de um grupo fosforil, à cofilina 1, entretanto, torna a proteína inativa.
Os pesquisadores observaram como a exposição a peptídeos beta-amilóides em células cerebrais em cultura levou a mais cofilina 1 fosforilada. Isso reduziu o dinamismo dos filamentos de actina e, por sua vez, prejudicou a capacidade das espinhas dendríticas de receber sinais.
Uma investigação posterior revelou que uma enzima chamada proteína quinase associada a Rho (ROCK) pode ser um alvo para reduzir a fosforilação da cofilina 1. A enzima ativa e desativa outras moléculas por meio da fosforilação.
Testes com uma droga chamada Fasudil, que bloqueia o ROCK, mostraram que ele reverteu os efeitos que a equipe observou nos filamentos de actina.
Martínez diz que os resultados do estudo apóiam a noção de que alvejar ROCK e cofilina 1 durante os estágios iniciais da doença de Alzheimer pode potencialmente evitar os danos que o beta-amilóide inflige nas espinhas dendríticas e sinapses.
Ele sugere que pesquisas adicionais sobre drogas que "interrompem especificamente a fosforilação" da cofilina 1 nas células cerebrais podem ser um caminho promissor para encontrar novos tratamentos para a doença de Alzheimer.
“Não descobrimos um mecanismo de ação, mas confirmamos que a inibição da via de fosforilação da cofilina 1 impede que a exposição aos peptídeos beta-amilóides causem a desativação da proteína e o conseqüente efeito no citoesqueleto das espinhas dendríticas. ”
José Martínez-Hernández, Ph.D.
