p A proteína α-sinucleína é uma das proteínas mais abundantes no cérebro humano. É muitas vezes referida como a "proteína de Parkinson, "já que a deposição dessa proteína nas células cerebrais é uma marca registrada da doença de Parkinson. Apesar do alto interesse da pesquisa biomédica na proteína, muitas questões relativas à função e fisiologia da α-sinucleína em células vivas ainda precisam ser respondidas. Por exemplo, não estava claro se e em que medida a proteína se liga e interage com os componentes internos da célula, como as membranas. p Como tais processos podem desempenhar um papel no desenvolvimento da doença, a equipe liderada pelo físico químico de Konstanz, Professor Malte Drescher, usou o desenvolvimento de um método de medição estabelecido chamado espectroscopia de ressonância paramagnética de elétrons (espectroscopia EPR) para aprender mais sobre as propriedades de ligação da proteína de Parkinson. O estudo, publicado no periódico científico The Journal of Physical Chemistry Letters , fornece uma prova de conceito de que o método avançado é fundamentalmente adequado para elucidar as interações proteína-lipídio nas células. Além disso, este primeiro teste prático rendeu evidência direta da ligação da α-sinucleína às membranas intracelulares.

p Mais lento nem sempre é mais completo

p A versão avançada da espectroscopia EPR, no estudo atual usado pela primeira vez na prática, é chamada de espectroscopia EPR de varredura rápida. Em ambos os métodos, o convencional e o avançado, as proteínas a serem estudadas são primeiro equipadas com as chamadas sondas de spin. Essas sondas químicas permitem detectar mudanças na estrutura das proteínas. Cada uma das sondas de spin tem um elétron livre cujo spin é excitado por irradiação com microondas. "Podemos imaginar os spins como pequenas agulhas de bússola que são influenciadas pela irradiação de microondas durante a medição, "Drescher explica. Na espectroscopia EPR convencional, para cada grupo de spins excitados, é necessário esperar até que essa influência diminua antes que o grupo possa ser excitado novamente. Este processo relativamente demorado deve ser repetido em várias passagens para obter a medição completa.

p Com espectroscopia EPR de varredura rápida, por contraste, não é mais necessário esperar até que a influência em um grupo de spin diminua antes de continuar a medição. "Em vez de, você apressa a influência espectralmente de grupo de spin para grupo de spin e, em seguida, retorna ao primeiro grupo no exato momento em que sua excitação acaba de diminuir, "diz Drescher. Por um lado, este procedimento encurta o tempo de medição necessário, enquanto, por outro, permite a aplicação de maior potência de micro-ondas, levando a uma maior precisão do método. Os pesquisadores fizeram uso de ambas as vantagens em seu estudo atual sobre o comportamento de ligação da α-sinucleína.

p O novo método na prática

p A partir de estudos anteriores conduzidos in vitro ("no tubo de ensaio"), já se sabia que a α-sinucleína da "proteína de Parkinson" pode se ligar a membranas lipídicas eletricamente carregadas negativamente. Na espectroscopia EPR, este processo de ligação é acompanhado por uma mudança característica no sinal medido. "A α-sinucleína inicialmente desordenada assume uma forma ordenada ao se ligar à membrana. Isso reduz a mobilidade da sonda de spin, e a ligação da proteína pode ser detectada diretamente pelo método de medição, "explica Theresa Braun, estudante de doutorado na equipe de pesquisa do Drescher e, juntamente com Juliane Stehle, autor principal do estudo.

p Usando sintético, vesículas de membrana carregadas negativamente e α-sinucleína purificada, Drescher e seus colegas foram capazes de detectar a mesma mudança de sinal na espectroscopia EPR de varredura rápida. Contudo, eles tiveram sucesso não apenas in vitro, mas também dentro das células da rã africana com garras (Xenopus laevis), em que primeiro as vesículas de membrana artificiais foram introduzidas e, pouco tempo depois, a proteína era. A equipe de pesquisa então realizou medições dependentes do tempo e foi capaz de observar diretamente, com base na mudança no sinal de medição, como a proporção da proteína ligada à célula aumentou ao longo do tempo.

p Um aumento comparável - embora significativamente mais fraco - na quantidade de α-sinucleína ligada ao longo do tempo também foi visto quando nenhuma membrana artificial foi introduzida na célula. Assim, de acordo com Drescher, restou apenas uma explicação para essa observação crucial. "Esta é a primeira vez que vemos evidências diretas de que a α-sinucleína interage com o endógeno, isto é, membranas lipídicas naturalmente existentes também, "conclui o cientista. Devido ao tamanho comparativamente pequeno do efeito, em experimentos com métodos de medição menos precisos, isso antes permanecia oculto.

p De sapo a humano

p Em estudos futuros, A equipe de Malte Drescher planeja desenvolver esse resultado e elucidar ainda mais o processo de ligação intracelular da α-sinucleína aos componentes naturais das células, para aprender mais sobre a função da proteína. Uma etapa importante neste processo será a mudança das células de sapo como um sistema modelo para vários tipos de células de mamíferos. O objetivo a longo prazo é compreender melhor as interações proteína-lipídio da "proteína de Parkinson" e seu papel no desenvolvimento da doença de Parkinson, a fim de ser capaz de desenvolver abordagens terapêuticas adequadas.