Pesquisadores OIST identificam novos mecanismos tóxicos por trás da doença de Parkinson

Diagrama do processo de reciclagem de vesículas no terminal nervoso. As vesículas são representadas por círculos azuis e brancos no canto superior esquerdo. Os círculos brancos estão vazios e os azuis contêm um neurotransmissor. As vesículas "cheias" movem-se em direção à membrana do terminal nervoso, representadas pelo esboço geral da figura, onde elas se juntam e se fundem na membrana terminal, liberando assim o transmissor para dentro do espaço entre os neurônios, a fenda sináptica. Esta versão é ilustrada por uma estrutura em forma de omega azul na parte inferior da membrana terminal. Quando uma vesícula se torna "vazia", a membrana da vesícula é recuperada nos círculos brancos do terminal à direita e, em seguida, recicla de volta aos locais de liberação, que são ilustrados como barras vermelhas.

Credit: Image courtesy of Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University - OIST

June 5, 2017 - Pesquisadores da OIST (Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University) identificaram o mecanismo tóxico preciso no trabalho durante uma superabundância da proteína alfa-sinucleína nos neurônios - a proteína é um agente causador chave no desenvolvimento da doença de Parkinson.

A doença de Parkinson é uma doença neurológica debilitante que afeta aproximadamente 10 milhões de pessoas em todo o mundo. É marcado por um declínio progressivo na função física, o mais emblemático sendo tremores incontroláveis ​​e envolve o mau funcionamento e eventual morte de células nervosas localizadas no cérebro. Não há cura para esta doença, e os pesquisadores têm lutado durante anos para entender completamente sua causa. Na década de 1990, o campo da pesquisa de Parkinson deu um grande impulso quando uma superabundância da proteína alfa-sinucleína estava ligada ao desenvolvimento da doença. Esta proteína, um misterioso habitante do cérebro, é encontrada principalmente no final dos neurônios no que se denomina terminal nervoso. As tentativas de identificar com precisão seu papel no Parkinson desde que o link foi descoberto foram infrutíferas até agora.

Pesquisadores da Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) descobriram que a proteína dificulta um passo chave envolvido na transmissão de sinais neuronais, o que é essencial para o funcionamento do cérebro superior: endocitose vesicular no terminal nervoso. O estudo foi aceito para lançamento antecipado no Journal of Neuroscience.

Neurotransmissão é um processo que permite aos neurônios transmitir sinais entre si - sinais importantes para o funcionamento motor, sensorial e cognitivo. Quando um sinal elétrico chega a um terminal nervoso e precisa ser transmitido ao próximo neurônio, neurotransmissores ou mensageiros químicos, embalados em vesículas, medeiam esse processo. Uma vesícula é um recipiente feito de uma membrana lipídica a partir da qual um neurotransmissor é liberado na fenda sináptica - o espaço entre os neurônios. Depois de ser liberado, o neurotransmissor é capturado por receptores em um neurônio adjacente e o sinal é transmitido para transmissão posterior. Enquanto isso, a vesícula vazia é reciclada de volta ao terminal nervoso para ser usada novamente.

A recuperação de uma membrana de vesícula esvaziada é chamada de "endocitose", e é esse o processo que uma superabundância de alfa-sinucleína perturba. A endocitose é fundamental para uma neurotransmissão adequada - quando é inibida, o resto das etapas envolvidas na transmissão também são afetadas.

"Se você inibe [endocitose no terminal nervoso], a reciclagem das vesículas torna-se mais lenta e o fornecimento das vesículas é inibido", explica o Prof. Tomoyuki Takahashi, da Unidade de Função Sináptica Celular e Molecular. "Se você estiver usando as vesículas suavemente, isso está bem, mas se você começar a usá-las fortemente, então ela se torna um problema".

A transmissão de alta freqüência, em que as vesículas são fortemente utilizadas, é importante para processos como percepção sensorial, geração de memórias e controle motor. Os pesquisadores da OIST descobriram que, quando a endocitose é inibida, a transmissão de alta freqüência quebra muito mais rapidamente do que em circunstâncias normais.

Um olhar mais profundo sobre o mecanismo pelo qual a alfa-sinucleína inibe a endocitose revelou efeitos tóxicos da sobre-montagem de microtúbulos.

"O microtúbulo é uma proteína estrutural", explica o professor Takahashi. "É como um pilar de uma casa". Aparentemente, muita alfa-sinucleína no terminal do nervo faz com que os microtúbulos se sobreponham e, de algum modo, interfiram na endocitose. É como ter muitos pilares em uma casa e em todos os lugares errados - pode-se imaginar que uma casa seria difícil de viver e navegar adequadamente.

Os pesquisadores acreditam que este processo inibitório causado por uma superabundância de alfa-sinucleína é o que ocorre nos estágios iniciais da doença de Parkinson, antes que as alterações morfológicas, como a perda de função e a morte dos neurônios, comecem.

Quando perguntado se esses resultados podem ajudar a ajudar no desenvolvimento de tratamento para a doença de Parkinson, o professor Takahashi responde: "Eu acho que estamos chegando perto. Conhecemos o alvo inicial e o mecanismo ... [Mas] para entrar no estágio [de tratamento] Provavelmente devemos trabalhar um pouco mais para saber por que mecanismo os microtúbulos interferem com a endocitose". Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: News Medical Net. Veja também Aqui: Science Daily.