Os cientistas resolveram a estrutura a nível atómico que funciona como um interruptor de segurança nas células para evitar danos causados ​​pelo oxigénio, e as suas descobertas revelam novos detalhes de como os antioxidantes defendem contra o stress oxidativo.

Os resultados, publicados na revista Nature Chemical Biology, abrem a porta à criação de terapias antioxidantes mais eficazes para combater doenças neurodegenerativas, cancro e doenças relacionadas com o envelhecimento, dizem os investigadores.

“Durante décadas, confiamos na noção de que os antioxidantes geralmente funcionam como eliminadores de radicais livres”, diz o autor sênior Jianhua Zhang, PhD, professor e presidente do Departamento de Fisiologia da Faculdade de Medicina da Universidade de Kentucky. “Nosso estudo revela um mecanismo completamente novo de como os antioxidantes podem funcionar, o que nos guiará no desenvolvimento de agentes terapêuticos mais potentes para terapias baseadas em antioxidantes”.

Os radicais livres, também conhecidos como espécies reativas de oxigênio (ROS), são subprodutos naturais do metabolismo celular. No entanto, uma superabundância de ERO pode causar estresse oxidativo, danificando DNA, proteínas e lipídios e contribuindo para uma série de doenças. Por essa razão, as células empregam vários mecanismos de defesa antioxidante para proteger contra danos oxidativos.

A equipe de Zhang se concentrou em um elemento-chave nas defesas antioxidantes conhecido como peroxirredoxina 6 (Prx6), uma enzima antioxidante que tem demonstrado grande potencial como alvo terapêutico para doenças neurodegenerativas, como as doenças de Alzheimer e Parkinson. Embora a sua importância seja clara, o mecanismo pelo qual o Prx6 combate o stress oxidativo permanece indefinido.

Para desvendar este mistério, os investigadores usaram uma combinação de técnicas bioquímicas e biofísicas avançadas, incluindo cristalografia de raios X, para determinar a arquitetura molecular precisa do Prx6. A estrutura de alta resolução revelou que o Prx6 não funciona como um eliminador de radicais livres tradicional, como se pensava anteriormente. Em vez disso, ele opera como um guardião molecular, formando um escudo que intercepta fisicamente e impede que as ERO prejudiciais ataquem alvos celulares.

O estudo oferece um novo conceito de “blindagem molecular” como um mecanismo distinto de defesa antioxidante. É uma mudança de paradigma significativa em relação à noção tradicional de eliminação de radicais livres e destaca a importância da regulação espacial e temporal das ERO nas células, diz Zhang.

A equipe também descobriu uma mudança regulatória na estrutura do Prx6, que explica como ele pode ser ativado em resposta ao estresse oxidativo. Esta descoberta abre novos caminhos para a concepção de ativadores de moléculas pequenas de Prx6, que poderiam potencialmente aumentar as defesas antioxidantes celulares e mitigar os danos oxidativos em condições de doença.

“Este trabalho fornece uma base sólida para o desenho racional e o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas destinadas a aumentar as defesas antioxidantes e a tratar doenças associadas ao estresse oxidativo”, diz Zhang.