Cálcio 'em excesso' no cérebro pode causar mal de Parkinson
As percepções de um novo estudo - da Universidade de Cambridge, no Reino Unido - sobre o papel do cálcio nos mecanismos de sinalização das células cerebrais nos aproximam da compreensão das causas da doença de Parkinson.
A presença de depósitos de proteínas tóxicas, ou corpos de Lewy, dentro das células cerebrais é uma marca reconhecida da doença de Parkinson.
Os depósitos contêm aglomerados de alfa-sinucleína e outras proteínas que se dobraram na forma errada.
O novo estudo - agora publicado na revista Nature Communications - mostra que o cálcio afeta a forma como a alfa-sinucleína se liga às vesículas sinápticas.
As vesículas sinápticas são pequenos compartimentos nos terminais nervosos que contêm os neurotransmissores, ou mensageiros químicos, que transportam sinais entre as células cerebrais.
“Há um equilíbrio tênue”, observa o co-primeiro autor Dr. Amberley Stephens, pesquisador de pós-doutorado em neurociência molecular na Universidade de Cambridge, “de cálcio e alfa-sinucleína na célula, e quando há muito de um ou o outro, o equilíbrio é inclinado e a agregação começa, levando ao mal de Parkinson ”.
Alfa-sinucleína normal vs. anormal
Em todo o mundo, existem mais de 10 milhões de pessoas que vivem com a doença de Parkinson, incluindo cerca de 1 milhão nos Estados Unidos. Na doença de Parkinson, há uma destruição progressiva das células cerebrais que produzem um neurotransmissor chamado dopamina, que é importante para controlar o movimento.
Portanto, conforme a doença progride, haverá uma piora dos sintomas, como lentidão de movimento, rigidez, tremor e coordenação e equilíbrio prejudicados.
Estudos mais recentes revelaram que o Parkinson também afeta as células cerebrais que não produzem dopamina, o que pode explicar por que alguns dos sintomas não estão relacionados ao movimento.
Embora agrupamentos anormais de alfa-sinucleína - uma pequena proteína que compreende apenas 140 aminoácidos - seja um elemento importante dos corpos de Lewy que estão presentes na doença de Parkinson, sua forma normal parece ser necessária para uma série de funções das células cerebrais.
No entanto, além de saber que a proteína de alguma forma interage com as vesículas sinápticas para garantir o transporte suave das moléculas através da sinapse - ou a lacuna entre o terminal nervoso e a próxima célula - sabemos pouco sobre o mecanismo subjacente.
Alfa-sinucleína atua "como um sensor de cálcio"
“Alfa-sinucleína”, observa o autor sênior do estudo, Dr. Gabriele Kaminski Schierle, do Departamento de Engenharia Química e Biotecnologia da Universidade de Cambridge, “é uma proteína muito pequena com muito pouca estrutura e precisa interagir com outras proteínas ou estruturas para se tornarem funcionais, o que dificultou o estudo. ”
Os avanços na tecnologia do microscópio significam que os pesquisadores agora podem observar o que acontece dentro das células.
Dr. Kaminski Schierle e colegas usaram “microscopia de super-resolução” e “vesículas sinápticas isoladas” para examinar o comportamento detalhado da alfa-sinucleína.
Eles descobriram que quando o nível de cálcio aumenta na célula, a alfa-sinucleína se liga às vesículas em mais de um ponto, o que faz com que as vesículas se agrupem.
“Achamos”, explica o co-autor Dr. Janin Lautenschläger, também do Departamento de Engenharia Química e Biotecnologia, “que a alfa-sinucleína é quase como um sensor de cálcio”.
“Na presença de cálcio”, ela continua, “ele muda sua estrutura e como interage com o ambiente, o que é provavelmente muito importante para seu funcionamento normal”.
Um equilíbrio delicado
Os autores propõem que os agrupamentos anormais de alfa-sinucleína se formam quando o delicado equilíbrio entre a proteína e o cálcio é perturbado. Eles sugerem uma série de coisas que podem causar esse desequilíbrio, como:
- desaceleração relacionada à idade da eliminação do excesso de proteína
- duplicação da produção de alfa-sinucleína devido à duplicação do gene
- níveis mais elevados de cálcio nas células cerebrais vulneráveis ao Parkinson
- incapacidade de tamponar o cálcio de forma eficaz em células sensíveis ao Parkinson
Uma compreensão mais detalhada de como a alfa-sinucleína se comporta na saúde e na doença deve levar a novos medicamentos muito necessários para a doença de Parkinson, concluem os autores.
Eles também observam que uma droga que bloqueia o canal de cálcio em doenças cardíacas pode "provar ser um candidato valioso para agir contra [a doença de Parkinson] por meio da redução da carga de cálcio intracelular".
“Esta é a primeira vez que vimos que o cálcio influencia a forma como a alfa-sinucleína interage com as vesículas sinápticas.”
Dr. Janin Lautenschläger
