Uma característica notável de várias doenças neurodegenerativas conhecidas – como Alzheimer e Parkinson – é a formação de placas prejudiciais que contêm agregados de proteínas amilóides, também conhecidas como fibrilas. Infelizmente, mesmo após décadas de pesquisa, livrar-se dessas placas permanece um desafio hercúleo, de modo que os tratamentos para esses pacientes não foram muito eficazes.
Agora, cientistas revelam os resultados de experimentos que mostram como a ressonância com um laser infravermelho, quando sintonizado em uma frequência específica, realmente faz com que as fibrilas amilóides se desintegrem de dentro para fora.
Essas descobertas abrem portas para novas possibilidades terapêuticas para doenças cerebrais relacionadas à placa amilóide que até agora têm sido incuráveis.
Nos últimos anos, em vez de seguir a rota química usando drogas, alguns cientistas adotaram abordagens alternativas, como o ultrassom, para destruir as fibrilas amilóides e interromper a progressão da doença de Alzheimer.
Agora, uma equipe de pesquisa liderada pelo Dr. Takayasu Kawasaki (Centro de Pesquisa IR-FEL, Universidade de Ciências de Tóquio, Japão) e o Dr. Phuong H. Nguyen (Centro Nacional de Pesquisa Científica, França), incluindo outros pesquisadores do Centro de Radiação Síncrotron de Aichi e o Synchrotron Radiation Research Center, Universidade de Nagoya, Japão, usou novos métodos para mostrar como a irradiação por laser infravermelho pode destruir as fibrilas amilóides.
Em seu estudo, publicado no Journal of Physical Chemistry B , os cientistas apresentam os resultados de experimentos com laser e simulações de dinâmica molecular. Esse ataque duplo ao problema foi necessário devido às limitações inerentes a cada abordagem, como explica o Dr. Kawasaki:
“Embora experimentos com laser acoplados a vários métodos de microscopia possam fornecer informações sobre a morfologia e evolução estrutural das fibrilas amilóides após a irradiação com laser, esses experimentos têm resoluções espaciais e temporais limitadas, impedindo assim um entendimento completo dos mecanismos moleculares subjacentes. Por outro lado, embora essa informação possa ser obtida a partir de simulações moleculares, a intensidade do laser e o tempo de irradiação utilizados nas simulações são muito diferentes daqueles usados em experimentos reais. Portanto, é importante determinar se o processo de dissociação de fibrilas induzida por laser, obtido através de experimentos e simulações, é semelhante. ”
Os cientistas usaram uma porção de uma proteína de levedura que é conhecida por formar fibrilas amilóides por conta própria. Em seus experimentos com laser, eles sintonizaram a frequência de um feixe de laser infravermelho com o da “banda amida I” da fibrila, criando ressonância. Imagens de microscopia eletrônica de varredura confirmaram que as fibrilas amilóides desmontadas após irradiação com laser na frequência de ressonância e uma combinação de técnicas de espectroscopia revelaram detalhes sobre a estrutura final após a dissociação das fibrilas.
Para as simulações, os pesquisadores empregaram uma técnica que alguns membros da equipe atual haviam desenvolvido anteriormente, denominada “simulações de dinâmica molecular sem equilíbrio (NEMD)”. Seus resultados corroboraram os do experimento e esclareceram adicionalmente todo o processo de dissociação de amilóide até detalhes muito específicos. Por meio das simulações, os cientistas observaram que o processo começa no núcleo da fibrila, onde a ressonância quebra as ligações intermoleculares do hidrogênio e, assim, separa as proteínas no agregado. A ruptura dessa estrutura se espalha para as extremidades da fibrila.
Juntos, o experimento e a simulação são um bom argumento para uma nova possibilidade de tratamento para distúrbios neurodegenerativos. O Dr. Kawasaki observa: “Tendo em vista a incapacidade dos medicamentos existentes para retardar ou reverter o comprometimento cognitivo da doença de Alzheimer, é muito desejável o desenvolvimento de abordagens não farmacêuticas. A capacidade de usar lasers infravermelhos para dissociar fibrilas amilóides abre uma abordagem promissora. ”
O objetivo de longo prazo da equipe é estabelecer uma estrutura que combine experimentos a laser com simulações de NEMD para estudar o processo de dissociação de fibrilas com mais detalhes, e novos trabalhos já estão em andamento.
Espera-se que todos esses esforços acendam um farol de esperança para aqueles que lidam com a doença de Alzheimer ou outras doenças neurodegenerativas.
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Destaques Psicologias do Brasil, com informações de Good News Network.
Foto destacada: Reprodução.
