As doenças neurodegenerativas, incluindo a doença de Alzheimer, a doença de Parkinson e a doença de Huntington, afectam milhões de pessoas nos Estados Unidos, e o custo dos cuidados às pessoas que vivem com estas doenças ascende a centenas de milhares de milhões de dólares todos os anos.



Agora, investigadores da Universidade do Texas em El Paso podem potencialmente ter encontrado uma solução em borras de café usadas – um material que é descartado diariamente de residências e empresas em todo o mundo.

Uma equipe liderada por Jyotish Kumar, estudante de doutorado no Departamento de Química e Bioquímica, e supervisionada por Mahesh Narayan, Ph.D., professor e membro da Royal Society of Chemistry no mesmo departamento, descobriu que a base de ácido caféico Os pontos quânticos de carbono (CACQDs), que podem ser derivados de borra de café gasta, têm o potencial de proteger as células cerebrais dos danos causados ​​por diversas doenças neurodegenerativas – se a condição for desencadeada por fatores como obesidade, idade e exposição a pesticidas e outros. produtos químicos ambientais tóxicos.

Seu trabalho é descrito em um artigo publicado na revista Environmental Research .

“Os pontos quânticos de carbono à base de ácido caféico têm o potencial de serem transformadores no tratamento de doenças neurodegenerativas”, disse Kumar. "Isso ocorre porque nenhum dos tratamentos atuais resolve as doenças; eles apenas ajudam a controlar os sintomas. Nosso objetivo é encontrar uma cura abordando as bases atômicas e moleculares que impulsionam essas condições."

As doenças neurodegenerativas são caracterizadas principalmente pela perda de neurônios ou células cerebrais. Eles inibem a capacidade de uma pessoa de realizar funções básicas, como movimento e fala, bem como tarefas mais complicadas, incluindo funções da bexiga e do intestino, e habilidades cognitivas.

Os transtornos, quando estão em estágios iniciais e são causados ​​por estilo de vida ou fatores ambientais, compartilham diversas características. Estes incluem níveis elevados de radicais livres – moléculas nocivas que contribuem para outras doenças como cancro, doenças cardíacas e perda de visão – no cérebro, e a agregação de fragmentos de proteínas formadoras de amiloide que podem levar a placas ou fibrilas no cérebro. o cérebro.

Kumar e seus colegas descobriram que os CACQDs eram neuroprotetores em experimentos com tubos de ensaio, linhas celulares e outros modelos da doença de Parkinson quando o distúrbio era causado por um pesticida chamado paraquat. Os CACQDs, observou a equipe, foram capazes de remover os radicais livres ou evitar que causassem danos e inibiram a agregação de fragmentos de proteína amilóide sem causar quaisquer efeitos colaterais significativos.

A equipe levanta a hipótese de que em humanos, no estágio inicial de uma doença como Alzheimer ou Parkinson, um tratamento baseado em CACQDs pode ser eficaz na prevenção total da doença.

“É fundamental abordar estes distúrbios antes que atinjam o estágio clínico”, disse Narayan. "Nesse ponto, provavelmente já é tarde demais. Quaisquer tratamentos atuais que possam tratar os sintomas avançados de doenças neurodegenerativas estão simplesmente além das possibilidades da maioria das pessoas. Nosso objetivo é encontrar uma solução que possa prevenir a maioria dos casos dessas condições em um custo que seja administrável para o maior número possível de pacientes”.

O ácido cafeico pertence a uma família de compostos chamados polifenóis, que são compostos à base de plantas conhecidos por suas propriedades antioxidantes ou eliminadoras de radicais livres. O ácido caféico é único porque pode penetrar a barreira hematoencefálica e, portanto, exercer seus efeitos sobre as células do cérebro, disse Narayan.

O processo que a equipe utiliza para extrair CACQDs de borras de café usadas é considerado “química verde”, o que significa que é ecologicamente correto. Em seu laboratório, a equipe “cozinha” amostras de borra de café a 200°C por quatro horas para reorientar a estrutura de carbono do ácido cafeico e formar CACQDs. A grande abundância de borra de café é o que torna o processo econômico e sustentável, disse Narayan.

Além de Kumar, dezenas de alunos de graduação e pós-graduação da UTEP trabalharam neste projeto com Narayan, incluindo Sofia Delgado, ex-aluna de graduação da UTEP que agora está cursando seu doutorado. na Universidade de Yale.

Narayan e Kumar disseram saber que a linha de chegada ainda está longe. Mas, por enquanto, estão a avançar numa jornada que poderá, em última análise, conduzir a um medicamento – uma pílula, talvez – que poderá prevenir a grande maioria das doenças neurodegenerativas causadas por outros factores que não a genética.

Mais informações: Jyotish Kumar et al, Recarbonização do ácido cafeico:Uma química verde, plataforma de nanomaterial de carbono sustentável para intervir na neurodegeneração induzida por contaminantes emergentes, Pesquisa Ambiental (2023). DOI:10.1016/j.envres.2023.116932
Informações do diário: Pesquisa Ambiental

Fornecido pela Universidade do Texas em El Paso