Fibras proteicas ultralongas dão pistas sobre o risco de demência

A detecção precoce e o tratamento de demências como o Alzheimer ainda é um dos grandes desafios da medicina moderna. Já se sabe que certas proteínas no líquido cefalorraquidiano podem ser usadas para diagnosticar a doença de Alzheimer. No entanto, os métodos atuais de detecção desses biomarcadores por meio de testes bioquímicos podem apenas confirmar e quantificar a presença dessas proteínas patológicas. Nenhuma conclusão pode ser tirada sobre a morfologia original das proteínas usando ensaios bioquímicos, que contêm informações sobre os estágios da doença.

No entanto, essas informações, se obtidas diretamente de forma livre de rótulos, podem permitir tirar conclusões sobre o estágio da doença e avaliar a eficácia de um tratamento prescrito. Uma equipe do Laboratório de Transporte em Nanoescala da Empa e do Departamento de Neurologia do Hospital Cantonal de St. Gallen já utilizou força atômica microscópica (AFM) para visualizar as proteínas indicativas da doença de Alzheimer em condições o mais próximas possível da realidade. Os pesquisadores publicaram recentemente seus resultados na revista Biologia das Comunicações.

Molécula em forma natural

Com o novo estudo, os pesquisadores acrescentam outra peça do quebra-cabeça às suas percepções sobre o desenvolvimento e o diagnóstico de Alzheimer.

Em um estudo anterior, a equipe liderada pelo pesquisador do Empa, Peter Nirmalraj, do laboratório Transport at Nanoscale Interfaces, em Dübendorf, já havia conseguido revelar proteínas potencialmente patológicas em sua forma natural no sangue. Por seu trabalho, eles receberam o reconhecimento da Fundação Franco Regli para pesquisa de doenças neurodegenerativas em Berna. Agora os pesquisadores estão mostrando em detalhes a forma inalterada das proteínas diretamente no fluido espinhal.

Precisão impressionante

Isso foi possível graças a uma tecnologia que torna o mundo das moléculas visível em suas partes mais internas com uma precisão impressionante: a microscopia de força atômica (AFM). Reminiscente em tamanho de um microscópio de mesa convencional, a tecnologia AFM permite observações morfológicas na faixa nanométrica sem destruir as proteínas. E ao analisar as diferenças de tamanho, estrutura, forma e padrões de montagem dos acúmulos de proteínas diretamente no fluido espinhal, a equipe conseguiu identificar uma ligação com o estágio da doença.

“Enquanto apenas fibrilas de proteína curtas, com cerca de 100 nanômetros de comprimento, foram encontradas em pessoas em um estágio inicial da doença, fibrilas com múltiplos desse comprimento – atingindo vários micrômetros – apareceram em estágios posteriores da doença”, diz o biofísico Nirmalraj. Em indivíduos cognitivamente saudáveis, por outro lado, nenhuma ou mesmo fibrilas mais curtas estavam presentes nas amostras de fluido espinhal.

Tailwind para tecnologia AFM

Após esses estudos piloto com 33 pessoas, a equipe agora intensificará os esforços para combinar as descobertas coletadas no laboratório com dados de grupos maiores de pacientes e obter informações sobre a natureza química das proteínas nos fluidos corporais. Recentemente, Nirmalraj recebeu apoio da Dementia Research Synapsis Foundation Suíça, para avançar ainda mais no estudo em andamento para a detecção precoce da doença de Alzheimer baseada no sangue.

“A tecnologia AFM tem o potencial de complementar os testes de biomarcadores convencionais e melhorar a detecção precoce da doença de Alzheimer”, diz Nirmalraj. Isso porque, enquanto os testes de biomarcadores indicam os níveis de proteína, a tecnologia AFM pode fornecer informações sobre as diferenças morfológicas nos agregados de proteínas, o que reflete a progressão da doença, disse ele. Além disso, será possível entender melhor o processo da doença para fornecer a base para novos medicamentos mais eficazes.