Saúde

Proteína modificada pode ajudar a entender doenças neurodegenerativas​
Experimentos realizados em modelos animais mostram que uma mutação na proteína sódio-potássio ATPase resulta na redução de neuroinflamações
Por Ivanir Ferreira - 08/12/2020


Fotomontagem de Moisés Dorado/Jornal da USP sobre imagens Fapesp, NIH Image Gallery/Flickr-CC e Wikimedia Commons

Pesquisadores da USP e da Universidade de Aarhus, na Dinamarca, identificaram que uma mutação da proteína sódio-potássio ATPase (Na+/K+-ATPase) tem capacidade de reduzir a neuroinflamação em experimentos animais. A descoberta abre caminhos para uma melhor compreensão sobre doenças neurodegenerativas e neuropsiquiátricas como Parkinson, Alzheimer, Esclerose Lateral, depressão e ansiedade e, no futuro, possivelmente, o desenvolvimento de novos tratamentos.

A proteína sódio-potássio ATPase é responsável pelo equilíbrio iônico de todas as células humanas e animais. Ou seja, ela transporta íons de potássio e de sódio para o interior e exterior das células, respectivamente, para que estas funcionem saudavelmente. 

“A proteína sódio-potássio ATPase mantém os gradientes eletroquímicos das células, mantém o equilíbrio das concentrações de íons entre a parte interna e externa da membrana celular”, diz a autora da pesquisa, Jacqueline Alves Leite, ao Jornal da USP.

A pesquisa de doutorado foi realizada sob orientação do professor Cristoforo Scavone, do Laboratório de Neurofarmacologia Molecular do Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) da USP, e foi desenvolvida em parceria com pesquisadores da Universidade de Aarhus, na Dinamarca, entre eles, Karin Lykke-Hartmann, a co-orientadora do trabalho.

Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Scientific Reports. O trabalho contou com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).

Subunidades da proteína sódio-potássio ATPase

Segundo a pesquisadora, a proteína sódio-potássio ATPase está subdividida em unidades alfa, beta e gama, cada uma delas cumprindo suas respectivas funcionalidades no organismo. As subunidades alfas, por sua vez, se apresentam em isoformas alfa-1, alfa-2, alfa-3 e alfa-4 e agem também de forma diferente em cada tecido a que elas pertencem. A isoforma alfa-1 atua em todas as células; a alfa-2 , nas células neuronais (astrócitos), cardíacas, adiposas e musculares; a alfa-3, nos neurônios, e a alfa-4, nos espermatozoides.

O trabalho de Jacqueline analisou como as células gliais de camundongos geneticamente modificados na subunidade alfa-2 da proteína sódio-potássio ATP base reagiriam a processos inflamatórios induzidos por endotoxinas lipopolissacarídeos (LPS) de bactérias Gram negativas. O LPS promove um estímulo de células do Sistema Nervoso Central (SNC) desencadeando uma resposta neuroinflamatória.

“A alfa-2 tem a capacidade de retirar o glutamato, que é o principal neurotransmissor excitatório do SNC, da fenda sináptica dos neurônios e que, em excesso, se torna tóxico, provocando neuroinflamação. Falhas nesse mecanismo levam à degeneração dos neurônios, que resulta em doenças neurodegenerativas”, explica Jacqueline, atualmente professora do Instituto de Ciências Biológicas da Universidade Federal de Goiás.

A professora Karin forneceu os animais com a mutação na subunidade “alfa-2”criados por sua equipe, em laboratório, que também pesquisa terapias gênicas para melhorar o quadro de pacientes com doenças que acometem o SNC.

Animais mutados na subunidade alfa-2 da ATPase

A pesquisa consistiu em analisar como as células neuronais de camundongos
geneticamente modificados  na subunidade alfa2, da ATpase, reagiriam
a processos inflamatórios – Arte: Jornal da USP

Jacqueline explica que trabalhos anteriores realizados pela equipe do professor Scavone já haviam demonstrado que a supressão da subunidade alfa-2 inibia processos neuroinflamatórios em células isoladas do Sistema Nervoso Central (SNC). Os experimentos realizados em animais na Universidade de Aarhus, na Dinamarca, consistiram em administrar endotoxinas LPS em ratos com e sem mutação na subunidade alfa-2 da proteína sódio-potássio ATPase.

Após esse procedimento, quatro horas depois, os camundongos geneticamente modificados, que tinham a deficiência de alfa-2, apresentaram redução do processo neuroinflamatório, devido a uma menor sinalização de LPS. 

“Foi observado uma redução de citocinas inflamatórias tanto no sistema nervoso central quanto no sangue dos animais mutados”, diz. Já os animais selvagens, que estavam com os níveis de alfa2 intactos, apresentaram comportamento doentio, ou seja, eles tiveram maior perda de memória, hipotermia e menor locomoção.

Para o futuro, o grupo do professor Scavone pretende continuar os trabalhos para avaliar os efeitos da deficiência da alfa-2 em modelos animais com inflamações crônicas, o que levaria à morte neuronal e consequentemente às doenças neurodegenerativas. Os experimentos atuais verificaram o potencial dessa proteína em inflamações agudas, em curto prazo.

 

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