A tubulina previne aglomerados tóxicos de proteínas cerebrais associados ao Alzheimer e 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 nocivos formados pelas proteínas Tau e alfa-sinucleína no cérebro.
Em um estudo publicado na Nature Communications, os pesquisadores descobriram que a tubulina, uma proteína que atua como bloco de construção dos microtúbulos, pode ajudar a prevenir essas acumulações tóxicas. Os microtúbulos funcionam como as ‘ferrovias’ internas da célula, facilitando o transporte de materiais e a manutenção da estrutura. Segundo os achados, a tubulina pode impedir que Tau e alfa-sinucleína formem agregados prejudiciais e, em vez disso, estimular que elas desempenhem suas funções normais dentro de neurônios saudáveis.
Aglomerados Proteicos Tóxicos e Doenças Cerebrais
“Tau e alfa-sinucleína são bem conhecidos por seus papéis em doenças neurodegenerativas como Alzheimer e Parkinson. Nessas condições, essas proteínas podem se desenrolar de forma inadequada, grudar umas nas outras e formar agregados nocivos que danificam os neurônios e contribuem para a perda de memória, problemas de movimento e outros sintomas”, disse o autor principal Dr. Lathan Lucas, associado pós-doutoral de bioquímica e farmacologia molecular no laboratório do Dr. Allan Ferreon.
“Mas Tau e alfa-sinucleína também desempenham funções essenciais em neurônios saudáveis – ajudam a manter a estrutura celular e suportam a comunicação ao interagir com a tubulina e contribuir para a montagem e estabilização dos microtúbulos.”
Tanto a Tau quanto a alfa-sinucleína realizam suas atividades benéficas e prejudiciais dentro de pequenas gotículas celulares conhecidas como condensados. Como essas gotas estão envolvidas em processos relacionados a doenças, os cientistas consideraram prevenir sua formação como uma possível estratégia de tratamento. No entanto, os condensados também desempenham papéis importantes na função cerebral normal, levantando preocupações de que eliminá-los poderia comprometer 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 direcionassem Tau e alfa-sinucleína dentro das gotículas para seu caminho saudável, desencorajando-as a seguir a trajetória 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.
“Eu vejo Tau e alfa-sinucleína como alunos problemáticos na escola. Você pode mantê-los na sala de aula sem fazer nada, apenas agitando, ou mantê-los engajados com trabalhos escolares, esportes ou teatro para que não se metam em encrenca”, disse Lucas. “Descobrimos que a tubulina pode direcionar os ‘alunos problemáticos’ Tau e alfa-sinucleína para um caminho saudável.”
Para investigar a ideia, os pesquisadores combinaram métodos bioquímicos e biofísicos com microscopia de alta resolução e ensaios baseados em neurônios. O objetivo era determinar se a tubulina poderia influenciar o comportamento de Tau e alfa-sinucleína e prevenir a formação de agregados tóxicos dentro dos condensados.
A Tubulina Como Fator Protetor
“Quando os níveis de tubulina são baixos, como foi encontrado na doença de Alzheimer, os microtúbulos são menos abundantes e Tau e alfa-sinucleína podem formar agregados tóxicos”, disse Lucas.
“Mas, quando a tubulina está presente, Tau e alfa-sinucleína se afastam dos agregados nocivos e, em vez disso, promovem a montagem de microtúbulos saudáveis”, acrescentou Lucas. “A tubulina redireciona a atividade dessas proteínas ao oferecer algo produtivo para fazer.”
Os resultados sugerem que a tubulina pode desempenhar um papel muito mais ativo na proteção do cérebro do que se reconhecia anteriormente.
“Nossos achados mudam significativamente o papel da tubulina na neurodegeneração, de uma vítima passiva da doença a um protetor ativo contra a agregação de proteínas tóxicas”, disse Ferreon. “Aumentar a reserva de tubulina, em vez de bloquear a formação de gotículas, pode mitigar a agregação tóxica enquanto preserva os papéis saudáveis de Tau e alfa-sinucleína, oferecendo uma potencial estratégia terapêutica seletiva.”
Outros colaboradores do estudo incluem a co-autora principal Phoebe S. Tsoi, My Diem Quan, Kyoung-Jae Choi e a co-autora correspondente Josephine C. Ferreon, todos do Baylor College of Medicine.
A pesquisa foi apoiada pela concessão NINDS-NIH R01 NS105874, pela concessão da Welch Foundation Q-2097-20220331 e pela concessão NIGMS-NIH R01 GM122763.
