A quebra do transporte nas células cerebrais pode levar ao mal de Alzheimer, Parkinson
Depois de estudar o processo em ratos e moscas, os cientistas sugerem que a falha no transporte das máquinas moleculares que quebram as proteínas nas células pode estar no cerne de doenças neurodegenerativas, como Alzheimer e Parkinson.
A capacidade de separar proteínas danificadas, de formato incorreto ou excedentes para as necessidades é uma função crucial nas células vivas. Este processo ocorre em locais específicos da célula.
Algumas dessas localizações podem estar a mais de 1 metro do corpo celular dos neurônios, ou células nervosas, porque ficam ao longo de seus axônios, que são fibras longas e finas que os ligam a outros neurônios.
As células usam máquinas moleculares complexas chamadas proteassomas para quebrar proteínas em seus locais específicos de atividade.
Uma das marcas registradas das doenças neurodegenerativas é o acúmulo de proteínas que não se decompuseram.
Os exemplos incluem o acúmulo de beta-amiloide na doença de Alzheimer e alfa-sinucleína na doença de Parkinson.
Conforme as proteínas não degradadas se acumulam, elas grudam umas nas outras e em outras substâncias, obstruindo as células cerebrais e interrompendo suas funções. As células eventualmente param de funcionar e morrem.
Falha de transporte
A nova pesquisa, realizada por cientistas da Universidade Rockefeller em Nova York, NY, apóia a ideia de que a falha no transporte de proteassomas pode ser a causa do acúmulo de proteína que ocorre nas doenças neurodegenerativas.
Os pesquisadores relatam suas descobertas em dois artigos recentes - um em Célula de Desenvolvimento e o outro em PNAS.
“Este é o primeiro estudo a encontrar um mecanismo pelo qual os proteassomas são movidos para as terminações nervosas para fazer seu trabalho”, diz o Prof. Hermann Steller, que é um autor sênior de ambos os estudos.
“Quando esse mecanismo é interrompido”, acrescenta ele, “há consequências graves para a função e a sobrevivência a longo prazo das células nervosas”.
No primeiro estudo, ele e seus colegas investigaram proteassomas em moscas-das-frutas e camundongos. Lá, eles descobriram que o inibidor da proteína proteassoma 31 (PI31) é essencial para o transporte de proteassomas nos axônios dos neurônios.
Parece que o PI31 ajuda os proteassomas a se acoplarem aos motores moleculares que os transportam e também promove o movimento dos motores. Sem o PI31, o transporte de proteassoma cessa.
A manipulação de genes lança mais luz
No segundo estudo, os pesquisadores investigaram o PI31 mais profundamente, manipulando seu gene.
Eles projetaram ratos com sistemas silenciosos PI31 genes em dois tipos de células cerebrais que têm axônios longos.
Com o gene desligado, essas células não poderiam produzir a proteína PI31 e transportar os proteassomas.
Os cientistas viram como isso levou a um acúmulo de proteínas anormais nas extremidades dos longos axônios, ou "as pontas distais dos neurônios".
Eles também viram que os neurônios com ausência de PI31 pareciam estranhos.
Os “defeitos estruturais” eram particularmente perceptíveis nos ramos dos axônios e nas sinapses, que formam as junções entre os neurônios.
“Notavelmente, essas mudanças estruturais tornaram-se progressivamente mais severas com a idade”, comenta o Prof. Steller.
Ele explica que, quando observaram os ratos com esses defeitos, isso os lembrou dos “graves defeitos comportamentais e anatômicos que vemos em algumas doenças neurogerativas humanas”.
Potencial para novos tratamentos
Os pesquisadores acreditam que suas descobertas irão aumentar o conhecimento sobre o papel do PI31 nas doenças neurodegenerativas.
Por exemplo, existe um tipo grave de Parkinson que ataca mais cedo na vida do que outros tipos devido a uma mutação no PARK15 gene.
Cientistas propuseram isso porque PARK15 interage com o PI31, sua interrupção pode interferir na atividade do proteassoma.
Os pesquisadores já estão explorando como usar o PI31 e as moléculas com as quais ele interage como alvos de drogas.
Eles esperam que isso possa levar a tratamentos que intervenham no início do processo da doença, uma vez que o PI31 está ativo durante a formação inicial das células nervosas.
Outro caminho que estão buscando é como fazer com que o transporte de proteassoma interrompido volte a funcionar.
Embora a nova pesquisa se concentre nos mecanismos de acúmulo de proteínas, o Prof. Steller não acredita que seja a causa raiz, mas mais um sintoma de algo maior que está acontecendo.
“Nosso trabalho sugere que realmente começa com um defeito local nos proteassomas, resultando na falha em degradar proteínas que são críticas para a função nervosa.”
Prof. Hermann Steller
