Acúmulo de cobre no corpo causa agregação de proteínas típica do Parkinson

O processo de agregação irregular das proteínas é largamente acelerado pela presença do metal cobre.[Imagem: Olena Synhaivska et al. - 10.1021/acschemneuro.2c00021]

Poluição com cobre

As causas da doença de Parkinson ainda não são totalmente compreendidas. Muito antes do início dos típicos tremores musculares, por exemplo, começaram a aparecer proteínas defeituosas no cérebro.

Pesquisadores do Laboratório Federal Suíço de Ciência e Tecnologia de Materiais (EMPA) e da Universidade de Limerick (Irlanda) queriam descobrir quais fatores colaboram para a criação dessa forma anormal das proteínas, chamadas alfa-sinucleínas, que formam espécies de anéis no cérebro.

E, ao monitorar o processo, eles conseguiram visualizar como a poluição ambiental pelo elemento cobre acelera essa deformação das proteínas.

Isso lança uma nova luz sobre o desenvolvimento da doença neurodegenerativa e o papel dos chamados biometais - metais presentes no corpo - no processo da doença. Além disso, as descobertas podem fornecer oportunidades para melhorar a detecção precoce e a terapia da doença.

Cobre e Parkinson

O que se sabe sobre a doença de Parkinson é que os neurônios do cérebro morrem, resultando em uma deficiência do neurotransmissor dopamina. E fatores ambientais, como pesticidas ou metais, têm sido associados à ocorrência de Parkinson.

A equipe está investigando essa hipótese usando técnicas de imageamento, espectroscopia química e simulações de computador. O alvo principal, a alfa-sinucleína, é uma proteína que está envolvida em vários processos moleculares no desenvolvimento do Parkinson: Nos indivíduos afetados, essa proteína endógena se aglomera e causa a morte das células nervosas.

As diversas técnicas permitiram observar a proteína, que estava inicialmente em solução, durante um período de dez dias, enquanto formava estruturas filamentosas insolúveis individuais, antes de finalmente se agrupar para formar uma densa rede de fibrilas.

Mas, quando os pesquisadores adicionaram íons de cobre à solução, estruturas completamente diferentes apareceram ao microscópio: Estruturas de proteínas em forma de anel, com cerca de 7 nanômetros de tamanho, os chamados oligômeros, apareceram em apenas algumas horas. A existência desses oligômeros em forma de anel e seu efeito de dano celular já são conhecidos. Além disso, as estruturas semelhantes a fibras mais longas apareceram mais cedo do que em uma solução sem cobre.

"Por um lado, altas doses de cobre parecem acelerar o processo de agregação," disse o professor Peter Nirmalraj. "Além disso, essa estrutura proteica incomum em forma de anel se desenvolve de forma relativamente rápida sob a influência do cobre, o que possivelmente marca o início do processo patológico ou até o desencadeia."

Como os anéis de oligômero são formados no início da transformação da proteína, esses anéis podem ser usados como alvo para novas formas de terapia. Além disso, as descobertas podem ajudar a avançar no desenvolvimento de um teste de Parkinson que possa detectar a doença em um estágio inicial em fluidos corporais, por exemplo usando amostras do fluido espinhal.

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