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Descoberta sobre beta-amiloide pode levar a novas terapias para a doença de Alzheimer

Fonte

Universidade Rice

Data

sexta-feira, 27 janeiro 2023 18:30

Áreas

Biologia. Biomarcadores. Bioquímica. Biotecnologia. Microbiologia. Neurociências. Psiquiatria. Química Medicinal. Saúde Pública.

Cientistas da Universidade Rice, nos Estados Unidos, estão usando a vida útil da fluorescência para lançar uma nova luz sobre um peptídeo associado à doença de Alzheimer, que os Centros de Controle e Prevenção de Doenças (CDC) estimam que afetará quase 14 milhões de pessoas nos EUA até 2060.

Por meio de uma nova abordagem usando espectroscopia resolvida no tempo e química computacional, o Dr. Angel Martí e sua equipe encontraram evidências experimentais de um local de ligação alternativo em agregados de beta-amiloide, abrindo as portas para o desenvolvimento de novas terapias para Alzheimer e outras doenças associadas a depósitos de amiloide. Os resultados foram publicados na revista científica Chemical Science.

Depósitos de placas amiloides no cérebro são uma característica principal da doença de Alzheimer. “O beta-amiloide é um peptídeo que se agrega no cérebro de pessoas que sofrem da doença de Alzheimer, formando essas fibras supramoleculares em nanoescala, ou fibrilas”, disse o Dr. Martí, professor de Química, Bioengenharia e Ciência de Materiais e Nanoengenharia e na Universidade Rice. “Uma vez que crescem o suficiente, essas fibrilas precipitam e formam o que chamamos de placas amiloides”.

“Entender como as moléculas em geral se ligam ao beta-amiloide é particularmente importante não apenas para desenvolver drogas que se ligam com melhor afinidade a seus agregados, mas também para descobrir quem são os outros atores que contribuem para a toxicidade do tecido cerebral”, acrescentou o pesquisador.

O grupo do professor Martí já havia identificado um primeiro local de ligação para os depósitos de beta-amiloide ao descobrir como as moléculas de corante metálico eram capazes de se ligar às bolsas formadas pelas fibrilas. A capacidade das moléculas de fluorescer, ou emitir luz quando excitadas sob um espectroscópio, indicou a presença do sítio de ligação.

A espectroscopia resolvida no tempo, que o laboratório utilizou em sua última descoberta, “é uma técnica experimental que analisa o tempo que as moléculas passam em um estado excitado. Nós excitamos a molécula com luz, a molécula absorve a energia dos fótons de luz e fica em um estado excitado, um estado mais energético”, explicou o pesquisador.

Este estado energizado é responsável pelo brilho fluorescente. “Podemos medir o tempo que as moléculas passam no estado excitado, chamado tempo de vida, e então usar essa informação para avaliar o equilíbrio de ligação de pequenas moléculas ao beta-amiloide”, disse o professor Martí.

Os pesquisadores da Universidade Rice, juntamente com os colaboradores da Universidade de Miami, também descobriram que vários corantes fluorescentes que não se esperava que se ligassem aos depósitos de amiloide, de fato o faziam.

“Essas descobertas nos permitem criar um mapa dos locais de ligação ao beta-amiloide e um registro das composições de aminoácidos necessárias para a formação de bolsas de ligação nas fibrilas do beta-amiloide”, destacou o Dr. Angel Martí.

O fato de a espectroscopia resolvida no tempo ser sensível ao ambiente ao redor da molécula de corante permitiu a Martí inferir a presença do segundo sítio de ligação. “Quando a molécula está livre em solução, sua fluorescência tem um tempo de vida particular devido a esse ambiente. Porém, quando a molécula está ligada às fibras amiloides, o microambiente é diferente e, consequentemente, o tempo de vida da fluorescência também”, explicou. “Para a molécula ligada às fibras amiloides, observamos dois tempos de vida de fluorescência diferentes. A molécula não se ligava a um único local no beta-amiloide, mas a dois locais diferentes. E isso foi extremamente interessante porque nossos estudos anteriores indicaram apenas um local de ligação. Isso aconteceu porque não conseguimos ver todos os componentes com as tecnologias que usávamos anteriormente”, acrescentou.

A descoberta levou a mais experimentação. “Decidimos investigar isso usando não apenas a sonda que projetamos, mas também outras moléculas que são usadas há décadas na fotoquímica inorgânica”, disse ele. “A ideia era encontrar um controle negativo, uma molécula que não se ligasse ao beta-amiloide. Mas o que descobrimos foi que essas moléculas que não esperávamos que se ligassem ao beta-amiloide, na verdade, se ligavam a ele com afinidade”.

O Dr. Angel Martí disse que as descobertas também afetarão o estudo de “muitas doenças associadas a outros tipos de amiloides: Parkinson, esclerose lateral amiotrófica (ALS), diabetes tipo 2 e amiloidose sistêmica”.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Rice (em inglês).

Fonte: Silvia Cernea Clark e Jeff Falk, Universidade Rice. Imagem: Pesquisadora do laboratório de professor Angel Martí, na Universidade Rice, segura um frasco de moléculas de corante fluorescente em solução. Usando espectroscopia resolvida no tempo, que rastreia o tempo de vida da fluorescência das moléculas de corante, os pesquisadores descreveram um segundo local de ligação em depósitos de beta-amiloide associados à doença de Alzheimer. Fonte: Gustavo Raskosky, Universidade Rice.

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