Como o princípio do macarrão com queijo ajuda a combater a doença de Alzheimer
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Os investigadores do Paul Scherrer Institute PSI esclareceram como é que a chamada espermina - uma pequena molécula que regula muitos processos nas células do corpo - previne doenças como Alzheimer e Parkinson: torna certas proteínas inofensivas, actuando de forma semelhante ao queijo, que cola a massa. Esta descoberta poderia ajudar a combater estas doenças. Os resultados foram agora publicados na revista Nature Communications.
A nossa esperança de vida está a aumentar - e, consequentemente, as doenças relacionadas com a idade estão a tornar-se mais comuns, incluindo as doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer e a doença de Parkinson. Estas doenças no cérebro são causadas por depósitos de estruturas proteicas nocivas constituídas pelas chamadas proteínas amilóides mal dobradas. Estas têm a forma de fibras ou esparguete. Até à data, não existe uma terapia eficaz para prevenir ou eliminar estes depósitos.
No entanto, uma molécula endógena chamada espermina está a suscitar esperanças. Como os investigadores liderados por Jinghui Luo, do Centro de Ciências da Vida do Instituto Paul Scherrer PSI, descobriram em experiências, esta substância é capaz de prolongar a vida de pequenos nemátodos, melhorar os seus movimentos na velhice e fortalecer as centrais eléctricas das células - as mitocôndrias. Os investigadores observaram, em particular, como a espermina ajuda as defesas do organismo a eliminar os depósitos de proteínas amilóides, prejudiciais para os nervos.
As novas descobertas poderão servir de base para o desenvolvimento de novas terapias contra estas doenças.
Um mediador central para os processos celulares
A espermina é uma substância vital para o organismo. Pertence às chamadas poliaminas, que são moléculas orgânicas relativamente pequenas. A espermina tem o nome do fluido seminal esperma, uma vez que se encontra em concentrações particularmente elevadas no esperma e foi descoberta pela primeira vez há mais de 150 anos. No entanto, também se encontra em muitas células do corpo - especialmente naquelas que são activas e capazes de se dividir.
A espermina promove a mobilidade e a atividade das células e controla muitos processos diferentes. Acima de tudo, interage com os ácidos nucleicos do material genético e, assim, regula a seleção de genes e a sua conversão em proteínas. Desta forma, garante que as células possam crescer, dividir-se e, por fim, morrer corretamente. A espermina é também de importância fulcral para um importante processo celular chamado "condensação biomolecular": certas macromoléculas, como as proteínas e os ácidos nucleicos, segregam-se e acumulam-se em gotículas no interior da célula, por assim dizer, para que aí possam ter lugar reacções importantes.
Relativamente a doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer ou a doença de Parkinson, já houve indicações de que a espermina pode proteger as células nervosas e aliviar a perda de memória relacionada com a idade. No entanto, até à data, não foi possível compreender com maior exatidão a forma como intervém nos processos que danificam os nervos, de modo a obter potenciais benefícios médicos.
Apoio à eliminação de resíduos celulares
O grupo de Jinghui Luo investigou agora esta questão com mais pormenor. Para além da microscopia ótica, os investigadores também utilizaram o método de medição de dispersão SAXS na Swiss Light Source SLS da PSI para esclarecer a dinâmica molecular dos processos. As investigações foram efectuadas tanto num capilar de vidro (in vitro) como em organismos vivos (in vivo). O nemátodo C. elegans serviu de organismo modelo.
Como se verificou, a espermina assegura que as proteínas nocivas se juntam através da condensação biomolecular e se aglomeram até um certo ponto. Isto facilita um processo chamado autofagia, que ocorre regularmente nas nossas células: Este processo envolve as proteínas danificadas ou desnecessárias em pequenas vesículas membranares e decompõe-nas em segurança com enzimas - um processo de reciclagem natural, por assim dizer.
"A autofagia pode lidar com aglomerados de proteínas maiores de forma mais eficaz", diz Luo, líder do estudo. "E a espermina é o agente de ligação, por assim dizer, que une os filamentos. Existem apenas forças eléctricas fracamente atractivas entre as moléculas que as organizam, mas não as ligam firmemente".
De acordo com Luo, tudo isto pode também ser visualizado como um prato de esparguete. "A espermina é como um queijo que une o macarrão longo e fino sem o colar, tornando-o mais fácil de digerir".
Procurar a combinação correta de ingredientes
A espermina também tem um efeito sobre outras doenças, como o cancro. Também neste caso, ainda é necessária investigação para clarificar os mecanismos envolvidos - nessa altura, seriam concebíveis abordagens terapêuticas baseadas na espermina. Para além da espermina, existem muitas outras poliaminas que também desempenham funções importantes no organismo e que, por isso, são de interesse médico. Por conseguinte, a investigação neste domínio tem ainda um grande potencial. "Se compreendermos melhor os processos subjacentes", diz Luo, "podemos cozinhar pratos mais saborosos e mais digeríveis, por assim dizer, porque saberemos exatamente que especiarias e em que doses tornam o molho particularmente saboroso".
A inteligência artificial também é utilizada nesta pesquisa, que pode calcular combinações promissoras de "ingredientes para o molho" muito mais rapidamente com base em todos os dados disponíveis. De acordo com Luo, os métodos de dispersão resolvidos no tempo e as imagens de alta resolução que podem representar esses processos em tempo real e até ao nível subcelular são também importantes para estes e outros estudos subsequentes. Para além do PSI, esses métodos só estão disponíveis em algumas outras instalações de sincrotrão no mundo.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Alemão pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Xun Sun, Debasis Saha, Xue Wang, Cecilia Mörman, Rebecca Sternke-Hoffmann, Juan Atilio Gerez, Fátima Herranz-Trillo, Roland Riek, Wenwei Zheng, Jinghui Luo; "Spermine modulation of Alzheimer’s Tau and Parkinson’s α-synuclein: implications for biomolecular condensation and neurodegeneration"; Nature Communications, Volume 16, 2025-11-21
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