Há vários anos que os cientistas sabem que a doença de Parkinson está relacionada com o enrolamento incorreto da proteína alfa-sinucleína. Agregados depositados de uma proteína chamada alfa-sinucleína (-syn) podem danificar e matar células nervosas, levando à disfunção neurológica. Sabe-se que as camadas lipídicas nas superfícies celulares podem acelerar o processo de dobramento incorreto; no entanto, os mecanismos microscópicos envolvidos têm sido um mistério.

Agora, cientistas dos Departamentos de Química e iNANO da Universidade de Aarhus desvendaram o que realmente acontece quando a alfa-sinucleína se liga às camadas lipídicas. Uma equipe de pesquisa liderada por Steven Roeters e Tobias Weidner mostra como a superfície lipídica influencia a orientação e o dobramento da a-syn.

Os pesquisadores de Aarhus relatam na Nature Communications que a orientação do a-syn muda em concentrações elevadas de proteína , passando da geometria plana relatada anteriormente para uma conformação vertical até então desconhecida. Como resultado, as moléculas a-syn podem se redobrar mais facilmente em agregados perigosos.

Compreender o dobramento de a-syn é de grande importância para pesquisadores médicos de muitas perspectivas diferentes. Embora as doenças neurodegenerativas sejam um problema que cresce rapidamente nas nossas sociedades envelhecidas, ainda não podem ser curadas. O redobramento das proteínas e suas interações com as superfícies celulares é um tópico muito debatido na pesquisa atual sobre o Parkinson.

Para entender como o a-syn se comporta nas superfícies, os pesquisadores produziram e usaram proteínas sintéticas, colocando-as em uma única camada em um modelo de superfície de célula nervosa. Para investigar a ligação, os movimentos e o dobramento dessa camada nanométrica de proteínas, a equipe usou um método espectroscópico baseado em laser chamado espectroscopia de geração de frequência de soma. Os complexos conjuntos de dados foram desemaranhados usando um método computacional desenvolvido especificamente com o grupo de simulações computacionais do departamento.

Graças a estas novas descobertas, agora pode ser possível acompanhar o processo de dobramento incorreto e os mecanismos de funcionamento de potenciais medicamentos médicos em detalhes moleculares. “No futuro, poderemos usar este método para rastrear terapias eficazes para prevenir a doença”, diz Steven Roeters, que é agora investigador associado na Amsterdam UMC.

Encorajados pelos resultados positivos, os grupos de investigação de Aarhus pretendem alargar as suas investigações a outras superfícies que a a-syn possa encontrar e que reflectem a forma como a nossa sociedade afecta o nosso entorno, por exemplo, contaminantes plásticos.

"Planejamos examinar as interações da a-syn com materiais artificiais , como os microplásticos, para compreender o impacto das condições ambientais no Parkinson", explica o professor associado Tobias Weidner, cujo grupo de trabalho na Universidade de Aarhus é especializado na caracterização de proteínas na superfície e nanomateriais.