Estudo mostra como o esgotamento das mitocôndrias nos axônios pode levar diretamente ao acúmulo de proteínas

Pesquisadores da Universidade Metropolitana de Tóquio identificaram como as proteínas se acumulam de forma anormal nos neurônios, uma característica de doenças neurodegenerativas como o Alzheimer. A pesquisa está publicada na revista e-Vida.

Os pesquisadores usaram moscas da fruta para mostrar que o esgotamento das mitocôndrias nos axônios pode levar diretamente ao acúmulo de proteínas. Ao mesmo tempo, foram encontradas quantidades significativamente elevadas de uma proteína chamada eIF2β. A restauração dos níveis ao normal levou a uma recuperação na reciclagem de proteínas. As descobertas prometem novos tratamentos para doenças neurodegenerativas.

Cada célula do nosso corpo é uma fábrica movimentada, onde proteínas são constantemente produzidas e desmontadas. Quaisquer alterações ou lapsos nas fases de produção ou reciclagem podem causar doenças graves. Sabe-se que doenças neurodegenerativas como Alzheimer e esclerose lateral amiotrófica (ELA), por exemplo, são acompanhadas por um acúmulo anormal de proteínas nos neurônios. No entanto, o gatilho por trás desta acumulação permanece desconhecido.

Uma equipe liderada pelo professor associado Kanae Ando, ​​da Universidade Metropolitana de Tóquio, tem tentado determinar as causas do acúmulo anormal de proteínas estudando moscas da fruta Drosophila, um organismo modelo comumente estudado que tem muitas semelhanças importantes com a fisiologia humana.

Eles se concentraram na presença de mitocôndrias nos axônios, os longos apêndices em forma de gavinha que se estendem para fora dos neurônios e formam as conexões necessárias que permitem a transmissão de sinais dentro de nossos cérebros. Sabe-se que os níveis de mitocôndrias nos axônios podem diminuir com a idade e durante o progresso de doenças neurodegenerativas.

Agora, a equipe descobriu que o esgotamento das mitocôndrias nos axônios tem uma influência direta no acúmulo de proteínas. Eles usaram modificação genética para suprimir a produção de milton, uma proteína chave no transporte de mitocôndrias ao longo dos axônios. Descobriu-se que isso levou ao acúmulo de níveis anormais de proteínas nos neurônios da mosca da fruta, resultado da quebra da autofagia, a reciclagem de proteínas nas células.

Através da análise proteômica, eles foram capazes de identificar uma regulação positiva significativa em eIF2β, uma subunidade chave do complexo proteico eIF2 responsável pelo início da produção (ou tradução) de proteínas. A subunidade eIF2α também foi quimicamente modificada. Ambas estas questões dificultam a ação saudável do eIF2.

É importante ressaltar que, ao suprimir artificialmente os níveis de eIF2β, a equipe descobriu que poderia restaurar a autofagia que foi perdida e recuperar parte da função dos neurônios que foi prejudicada devido à perda de mitocôndrias axonais. Isto não só mostra que a depleção de mitocôndrias nos axónios pode causar acumulação anormal de proteínas, mas que isto acontece através da regulação positiva de eIF2β.

À medida que a população envelhece e a prevalência de doenças neurodegenerativas continua a aumentar, as descobertas da equipa representam um passo vital no desenvolvimento de terapias para combater estas doenças graves.