Amilóides são agregados que consistem em pilhas de milhares de proteínas fortemente unidas. Sua formação está envolvida em vários distúrbios generalizados, incluindo doença de Alzheimer e diabetes tipo II.

Nesta semana Journal of Chemical Physics cientistas relatam um modelo matemático para a formação de fibrilas amilóides. O modelo lança luz sobre como o processo de agregação pode ocorrer de forma catalítica, algo que antes não era bem compreendido.

Os pesquisadores aplicaram seu modelo à agregação de uma proteína específica associada ao Alzheimer, Ab40. Os resultados mostram que o início do processo de agregação para fibrilas Ab40? Ocorre normalmente nas interfaces, como perto da superfície de uma solução líquida ou da parede de vidro de um tubo de ensaio. Isso tem implicações importantes para a interpretação dos dados laboratoriais usados ​​no estudo do Alzheimer e de outras doenças.

O modelo consiste em um conjunto de equações matemáticas, conhecidas como equações de taxa, que descrevem como as concentrações de agregados de proteína mudam ao longo do tempo. Cada etapa de reação no modelo é mostrada para ser análoga àquelas em reações envolvendo enzimas. O papel da enzima é desempenhado pela ponta ou lateral de uma fibra em crescimento ou, possivelmente, uma superfície do vaso de reação.

Os investigadores descobriram que a forma matemática do seu modelo estava relacionada com as famosas equações de Michaelis-Menten, publicado pela primeira vez em 1913 para descrever as taxas de reações enzimáticas. Tem uma forma matemática muito mais simples do que todos os modelos anteriores usados ​​para a formação de amiloide e tem a vantagem adicional de que as equações podem ser resolvidas manualmente, sem a necessidade de simulações em computador.

"Esperamos que a metodologia desenvolvida neste artigo sustente os esforços futuros para modelar novos fenômenos de formação de amiloide, "disse o co-autor Alexander Dear.

Uma das principais características da solução matemática encontrada para as equações do tipo Michaelis-Menten é um fenômeno conhecido como saturação. Quando a saturação ocorre, os sítios catalíticos ficam totalmente ocupados em altas concentrações de proteínas. No caso dos estudos Ab40, a saturação também mostra que o processo de iniciação da agregação envolve uma superfície, como a parede de um tubo de ensaio.

Embora as conclusões não se apliquem diretamente ao corpo em si, o co-autor Tuomas Knowles disse, "Este trabalho será fundamental para facilitar o estudo da formação de amilóide na presença de outras espécies encontradas nos fluidos corporais."

A co-autora Sara Linse disse:"Este trabalho leva a análise de dados experimentais a um novo nível que será essencial para derivar inibidores potentes da formação de amilóide."