Cientistas desenvolvem novo modelo matemático da doença de Alzheimer

Os cientistas usaram um modelo matemático para revelar como as proteínas tóxicas se agrupam dentro do cérebro durante os estágios iniciais da doença de Alzheimer.

Os pesquisadores, da Escola de Física, Engenharia e Tecnologia da Universidade de York, dizem que a descoberta pode ter implicações importantes para tratamentos futuros.

O estudo revelou que uma importante classe de proteínas implicadas na doença de Alzheimer – as chamadas amiloides – condensam-se em objetos que se assemelham a gotículas líquidasantes de formar aglomerados que afetam a atividade cerebral normal.

A doença de Alzheimer é a forma mais comum de demência. Mais de 50 milhões de pessoas em todo o mundo têm a doença, e esse número deve triplicar até 2050.

Em nanoescala, tóxico amilóide proteínas dentro do cérebro agrupam-se cerca de 10 a 15 anos antes do aparecimento dos primeiros sintomas, mas a forma precisa como o fazem permanece incerta. Ao compreender exatamente como o proteína aglomerados se formam, os cientistas podem estar em uma posição muito melhor para desenvolver tratamentos medicamentosos direcionados para bloqueá-los.

O Dr. Steve Quinn, bolsista da Alzheimer’s Research UK e professor de Biofísica na Universidade de York, disse: “Compreender as maneiras precisas em nível molecular através das quais os aglomerados de amiloide se formam pode nos ajudar a projetar melhores medicamentos antiaglomerantes que combatem a doença de Alzheimer em a fase mais precoce possível.

“Percebemos que as mesmas metodologias que foram usadas anteriormente para entender o crescimento da seda produzida em aranhas também poderiam ser aplicadas ao nosso entendimento do agrupamento amiloide. Nosso trabalho agora fornece suporte teórico para a chamada Hipótese Amilóide e ajuda a explicar as condições sob as quais os aglomerados se formam.”

Para o estudo, os cientistas analisaram duas variações da proteína amilóide, ambas encontradas extensivamente em doenças. Os pesquisadores descobriram que as proteínas podem inicialmente formar gotículas – os chamados condensados ​​de separação de fase líquida líquida – antes de formar aglomerados enriquecidos com a versão mais longa e tóxica da proteína.

Acredita-se que as proteínas amilóides sejam uma parte importante do sistema imunológico, mas quando mudam de forma anormalmente, podem conjunto juntos em potentes estruturas biológicas. Essas estruturas podem interferir nas atividades normais do cérebro, por exemplo, abrindo buracos nas células ou influenciando o comportamento de biomoléculas de importância vital.

Dr. Charley Schaefer, pesquisador associado da Universidade de York e principal autor do estudo, disse: “As propriedades de grandes aglomerados pré-formados foram estudadas em detalhes extensivos, mas até agora, os detalhes do nível molecular de seus estágios iniciais montagem foram difíceis de avaliar.”

Dr. Quinn e Dr. Schaefer da equipe Physics of Life aplicam ferramentas experimentais e teóricas para tentar aprender mais sobre interações importantes implicadas na vida humana e na doença.

Dr. Schaefer acrescentou: “Esperamos que nossas abordagens também possam ser aplicadas para entender o blocos de construção de muitas outras formas de demência, incluindo Parkinson e Huntington.

A ideia de que as proteínas formam gotículas semelhantes a líquidos antes de se agruparem em aglomerados pode não ser exclusiva da doença de Alzheimer e talvez mais comum do que se pensava”.

“Modelo de adesivo e espaçador para condensação e fibrilação beta amilóide” por JP Connor, SD Quinn e C. Schaefer Está publicado no jornal Fronteiras da Neurociência Molecular.