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Cientistas mostram processo de controle de proteínas que dá errado na doença de Parkinson

Fonte

UCLA | Universidade da Califórnia em Los Angeles

Data

quinta-feira, 31 março 2022 11:40

Áreas

Biologia. Bioquímica. Doenças Neurológicas. Microbiologia. Neurociências. Saúde Pública.

Enquanto os cientistas trabalham para encontrar uma cura para a doença de Parkinson, uma linha de pesquisa que surgiu se concentra nas mitocôndrias, as estruturas dentro das células que produzem energia. A saúde dessas estruturas é mantida por meio de um sistema de controle de qualidade que equilibra dois processos opostos: fissão – uma mitocôndria se dividindo em duas – e fusão – duas se tornando uma.

Quando há um problema com a fissão, esse sistema fica desequilibrado. As consequências podem incluir doenças neurodegenerativas, como a doença de Parkinson e outras condições graves.

Durante anos, os cientistas souberam que uma proteína em particular, chamada Drp1, é um regulador mestre da fissão mitocondrial, mas pouco se sabe sobre como a Drp1 é controlada por outras proteínas. Processos essenciais em biologia são governados por complexas reações bioquímicas em cadeia entre essas proteínas, as chamadas vias de sinalização.

Recentemente, uma pesquisa colaborativa liderada por pesquisadores da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA), nos Estados Unidos, trouxe uma nova luz aos mecanismos que controlam a Drp1 e a fissão das mitocôndrias. As descobertas podem permitir avanços na luta contra o Parkinson e uma variedade de outras doenças.

O estudo, publicado na revista científica Nature Communications, descobriu que uma proteína em humanos chamada CLUH atua para atrair a Drp1 para as mitocôndrias e desencadear a fissão. Em experimentos com moscas da fruta que foram geneticamente modificadas com um análogo da doença de Parkinson, a equipe mostrou que os danos da doença podem ser revertidos aumentando a quantidade de uma proteína que é a equivalente à CLUH na mosca da fruta.

“Com uma via criticamente importante como a Drp1, pode haver várias proteínas que poderíamos usar para intervir e, finalmente, controlar a doença de Parkinson”, disse a Dra. Ming Guo, autora correspondente do estudo e professora de Neurologia e Farmacologia Molecular e Médica da Escola de Medicina da UCLA. “Quando modificamos [a proteína] em moscas, os sintomas análogos à doença de Parkinson melhoraram substancialmente”.

A pesquisa da Dra. Guo se concentra em condições neurodegenerativas, mas as interrupções na fissão das mitocôndrias estão por trás de uma série de outras doenças, incluindo câncer, diabetes e doenças cardíacas, bem como alguns defeitos de desenvolvimento que levam à morte de bebês.

“Essas descobertas devem fornecer uma visão significativa para a comunidade científica, não apenas para entender os princípios fundamentais da biologia, mas também para melhorar a saúde humana”, disse a Dra. Ming Guo, que também é membro do California NanoSystems Institute da UCLA.

Os pesquisadores investigaram reações em cadeia bioquímicas complexas em moscas da fruta, em culturas de células humanas e entre proteínas em um ambiente livre de células. Ambientes livres de células permitem que os cientistas observem interações entre proteínas em um contexto simples.

Os cientistas descobriram que a perda da proteína (nas moscas da fruta) ou CLUH (nas células humanas) resultou em mitocôndrias que pareciam ser mais longas, enquanto grandes quantidades de proteínas resultaram em mitocôndrias fragmentadas. A Dra. Ming Guo disse que as mitocôndrias mais longas provavelmente resultam de muito pouca fissão e as fragmentadas de muita fissão.

As moscas da fruta que foram geneticamente modificadas para não ter a proteína – uma manipulação que reduz drasticamente sua vida útil – viveram quase quatro vezes mais quando os pesquisadores administraram mais proteína Drp1. Essa recuperação impressionante indicou que a capacidade de controlar a fissão mitocondrial funciona através do Drp1.

A equipe mostrou ainda que tanto a proteína em moscas quanto a CLUH em células humanas recrutam Drp1 flutuante de dentro de uma célula para se conectar a receptores na superfície das mitocôndrias. Além disso, os pesquisadores descobriram que a CLUH nas células humanas ajuda a traduzir as instruções genéticas encontradas no RNA mensageiro na proteína para os receptores Drp1 na superfície das mitocôndrias. Mais receptores Drp1 disponíveis significa que mais Drp1 pode ser recrutada para desencadear a fissão.

O grupo de pesquisa continua investigando como a proteína CLUH controla a fissão mitocondrial e seu impacto na saúde celular e do organismo.

“No futuro, esperamos identificar um mecanismo com tanta precisão que afete apenas a doença de Parkinson, para que os pacientes possam obter o máximo benefício”, concluiu a pesquisadora.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade da Califórnia em Los Angeles (em inglês).

Fonte: Nicole Wilkins, UCLA. Imagem: National Institutes of Health (NIH).

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