Estudo com pesquisador brasileiro revela como proteínas interagem e 'recrutam' umas às outras no cérebro

Uma nova pesquisa internacional, conduzida com a participação de um cientista brasileiro, deu um passo importante para desvendar os mecanismos por trás de doenças neurodegenerativas, como o Alzheimer. O estudo revelou que a progressão dessas condições está diretamente ligada à forma como diferentes proteínas interagem, agrupam-se e "recrutam" umas às outras dentro das células cerebrais, criando um cenário muito mais complexo do que a ciência imaginava.

O trabalho foi liderado pelo pesquisador Vitor Monnaka, do Hospital Israelita Albert Einstein, durante sua atuação na Case Western Reserve University, nos Estados Unidos. Os resultados acabam de ser publicados na Communications Chemistry, prestigiada revista científica do grupo Nature.

Até recentemente, o Alzheimer era classificado tradicionalmente como uma "taupatia", uma doença causada principalmente pelo acúmulo da proteína tau no cérebro. No entanto, a nova pesquisa investigou o comportamento da tau em conjunto com outra proteína associada à morte neuronal, a TDP-43.

Os cientistas focaram em um fenômeno conhecido como separação de fases líquido-líquido. Nesse processo, as proteínas se organizam em estruturas que lembram pequenas gotículas dentro da célula (os chamados condensados). Essas "gotas" criam microambientes ideais para a formação de depósitos de proteínas, que acabam comprometendo o funcionamento dos neurônios.

A principal descoberta do grupo foi que a tau e a TDP-43 não atuam sozinhas: elas recrutam uma à outra para dentro desses condensados. Em termos práticos, um aglomerado formado por uma das proteínas consegue atrair e concentrar a outra, acelerando a agregação que danifica o cérebro.

“A ideia de que doenças neurodegenerativas são causadas pelo acúmulo de uma única proteína tem sido questionada por estudos patológicos recentes. A proteína tau também foi encontrada associada à TDP-43 em depósitos característicos da doença, revelando um cenário mais complexo", explica Monnaka.

O estudo conseguiu identificar, inclusive, as regiões específicas da estrutura dessas proteínas que são responsáveis por essa atração mútua.

Embora o estudo de proteínas isoladas já seja comum, a grande inovação da pesquisa foi analisar múltiplas moléculas interagindo ao mesmo tempo, simulando de forma mais fiel a complexidade do cérebro humano.

Os pesquisadores notaram que a interação segue princípios físico-químicos básicos, como a tensão superficial. “Observamos que a proteína tau tende a se concentrar ao redor de condensados formados por TDP-43, refletindo diferenças na afinidade dessas proteínas pelo ambiente aquoso”, detalha o cientista. Dependendo de fatores como a concentração das substâncias, essas moléculas podem tanto ajudar a formar novas "gotículas" quanto aderir a estruturas que já estavam prontas.

A descoberta, até o momento realizada em laboratório (in vitro), pode mudar a forma como a medicina diagnostica e trata o Alzheimer e outras demências no futuro.

Se o comportamento dessas proteínas for confirmado em organismos vivos nos próximos passos da pesquisa, a ciência poderá usar essas interações para criar "biomarcadores", indicadores que permitiriam o diagnóstico da doença muito antes dos primeiros sintomas de perda de memória aparecerem. Além disso, a identificação das áreas das proteínas que se conectam abre portas para o desenvolvimento de remédios inéditos, desenhados para bloquear especificamente essa interação e impedir o acúmulo das gotículas tóxicas.

O estudo é parte do projeto de doutorado de Vitor Monnaka, desenvolvido no âmbito do Programa MD-PhD do Einstein, instituição brasileira classificada como o 16º melhor hospital do mundo pelo ranking da Newsweek, que permite aos alunos de Medicina conciliarem a graduação médica no Brasil com a formação de pesquisador (PhD) no exterior. O trabalho contou com a coorientação dos cientistas Witold Surewicz (Case Western Reserve University) e Patrícia de Carvalho Aguiar (Einstein).