O stress oxidativo desacelera o cérebro, mas o travão pode ser novamente libertado
Os principais processos de envelhecimento do cérebro podem ser reversíveis
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À medida que envelhecemos, o cérebro sofre várias alterações. Os neurónios funcionam de forma menos eficiente e os principais sistemas reguladores dentro das células tornam-se desequilibrados. O controlo da qualidade das proteínas, que garante que estas são devidamente processadas, recicladas ou decompostas, é particularmente afetado.
Tendo isto em conta, os investigadores do Instituto Leibniz sobre o Envelhecimento - Instituto Fritz Lipmann (FLI) e da Universidade de Saúde e Medicina de Potsdam, juntamente com outros parceiros da Itália e da Alemanha, investigaram de que forma o stress oxidativo causado pela acumulação de espécies reactivas de oxigénio contribui para a oxidação das proteínas, afectando assim estes processos no cérebro envelhecido. O objetivo era determinar até que ponto este stress interfere com os sistemas de controlo molecular das células e que consequências tem para o equilíbrio proteico, também conhecido como homeostase proteica.
O foco foi a forma como o stress oxidativo afecta a função das deubiquitylases (DUBs). Estas são enzimas que removem as etiquetas de ubiquitina das proteínas, regulando assim a sua degradação ou processamento posterior. Com a idade, ocorre uma espécie de "ferrugem molecular" nas células, ou seja, a acumulação de danos oxidativos, que afecta particularmente estas enzimas sensíveis.
O estudo, agora publicado na "Nature Communications", mostra que o stress oxidativo e a oxidação das proteínas reduzem especificamente a atividade das deubiquitylases sem, no entanto, alterar a sua quantidade. Isto é causado por alterações químicas nos resíduos de cisteína sensíveis das enzimas, que limitam a sua função. "Vemos que o stress oxidativo tem um efeito regulador, actuando como um travão para abrandar especificamente as funções das enzimas centrais", explica o Dr. Alessandro Ori, antigo líder de grupo no FLI e autor principal do estudo.
A homeostase das proteínas no cérebro fica desequilibrada
As consequências vão para além das proteínas individuais e afectam redes celulares inteiras, em particular o sistema ubiquitina-proteasoma, responsável pela degradação das proteínas. Isto desequilibra a homeostase das proteínas no cérebro.
"O que é particularmente surpreendente é o facto de estas alterações ocorrerem muito cedo no processo de envelhecimento, mesmo antes de outras partes do sistema de degradação de proteínas estarem comprometidas", acrescenta Amit Kumar Sahu, estudante de doutoramento no FLI e primeiro autor do estudo.
A inibição das deubiquitylases é reversível
Apesar da deficiência funcional observada, este efeito não é permanente. Em experiências posteriores, os investigadores conseguiram demonstrar que a inibição das deubiquitylases pode ser revertida pelo antioxidante NACET (N-acetylcysteine ethyl ester). Trata-se de uma pequena molécula com atividade antioxidante que serve no organismo como precursor do importante aminoácido cisteína, necessário, entre outras coisas, para a formação do glutatião, o antioxidante do próprio organismo.
"Os nossos resultados mostram que a inibição não é um dano irreversível, mas sim uma restrição regulada da função enzimática", explica Thorsten Pfirrmann, professor de bioquímica na Universidade de Saúde e Medicina de Potsdam e coautor do estudo.
Isto torna claro que as enzimas não perdem a sua integridade estrutural, ou seja, a sua estrutura espacial fundamental e composição, devido à inibição, mas mantêm-na. Pelo contrário, a sua atividade é controlada por processos dependentes de redox, ou seja, condições químicas no interior da célula.
Os principais processos de envelhecimento do cérebro podem ser reversíveis
Os resultados da investigação sugerem que o stress oxidativo não é apenas um efeito secundário do envelhecimento, mas influencia ativamente processos reguladores fundamentais no cérebro. Ao mesmo tempo, porém, o tratamento NACET oferece uma abordagem potencial para modular especificamente esses processos.
"Identificámos um potencial alvo precoce no envelhecimento molecular do cérebro", afirmam os investigadores, "que pode ser importante para a estabilidade do controlo de qualidade celular". A longo prazo, estes resultados poderão ajudar a compreender melhor o desenvolvimento de doenças neurodegenerativas como a doença de Alzheimer ou a doença de Parkinson, nas quais as perturbações da degradação das proteínas desempenham um papel central.
Estudos futuros devem agora mostrar se o restabelecimento da atividade enzimática tem um impacto na função cerebral, como a memória ou outras capacidades cognitivas na velhice. Isto levanta a questão de saber se as alterações relacionadas com a idade no cérebro podem não só ser abrandadas, mas também parcialmente invertidas.
São necessários mais estudos para determinar se estas descobertas experimentais em ratos e killifish envelhecidos podem ser aplicadas aos seres humanos. No entanto, os resultados fornecem provas iniciais importantes de que os processos-chave do envelhecimento do cérebro podem ser reversíveis.
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 Inglês pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Amit Kumar Sahu, Alberto Minetti, Domenico Di Fraia, Antonio Marino, Patrick Rainer Winterhalter, Daniela Giustarini, Ranieri Rossi, Andreas Simm, Francesco Neri, Federico Galvagni, Christoph Gerhardt, Thorsten Pfirrmann, Alessandro Ori; "Oxidative stress causes a reversible decrease of deubiquitylases activity in old vertebrate brains"; Nature Communications, Volume 17, 2026-4-21
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