p Os cientistas da EPFL desenvolveram ferramentas poderosas para desmascarar a diversidade das fibrilas amilóides, que estão associados à doença de Alzheimer e outras doenças neurodegenerativas. Os cientistas fizeram a descoberta ao desenvolver nanopartículas de ouro que se combinam com a microscopia eletrônica de transmissão criogênica, para fornecer imagens rápidas e sem precedentes de fibrilas. p Uma das características da doença de Alzheimer é a presença de estruturas semelhantes a nós entre as células cerebrais. Estas são chamadas de "fibrilas amilóides" e são formadas pelo famoso peptídeo beta amilóide e pela proteína Tau, que são dois dos alvos mais procurados para o desenvolvimento de terapias para tratar o Alzheimer e doenças semelhantes.

p Tanto a beta amilóide quanto a Tau são normalmente produzidas no cérebro. Contudo, essas proteínas podem começar a se enredar umas nas outras para formar estruturas de fibrilas volumosas. Quando isso acontece, eles dão origem a distúrbios como a doença de Alzheimer e outras doenças neurodegenerativas.

p As estruturas de fibrilas se espalham por todo o cérebro, movendo-se de uma célula para outra. Acredita-se que isso leve à degeneração dos neurônios, causando danos cerebrais e deficiências cognitivas, como perda de memória, e os esforços de pesquisa geralmente se concentram no bloqueio desses processos para retardar a progressão da doença.

p Agora sabemos que essas fibrilas amilóides podem existir em várias formas e estruturas que exibem diferentes propriedades distintas, o que pode explicar por que os pacientes com doença de Alzheimer e Parkinson apresentam sintomas clínicos diferentes. Portanto, capturar essa diversidade e correlacionar com sintomas de doenças em humanos ou a atividade biológica dessas espécies em modelos de doenças tem implicações importantes para a compreensão dos mecanismos da doença e o desenvolvimento de novas terapias e diagnósticos.

p Dada a importância das fibrilas amilóides, houve muitos esforços para visualizá-los com o máximo de detalhes possível, a fim de obter insights sobre sua estrutura. Desvendar seus detalhes estruturais pode levar à detecção de pontos fracos que podem ser alvo de tratamento e abrir caminho para o desenvolvimento de ferramentas de diagnóstico mais confiáveis. Apesar de muito trabalho, Contudo, imagiologia e captura da diversidade de fibrilas em amostras biológicas provou ser muito difícil devido à sua natureza complexa e heterogeneidade.

p O caminho do ouro (nanopartículas)

p Agora, cientistas dos grupos de Francesco Stellacci e Hilal Lashuel da EPFL encontraram uma solução. Em um artigo inovador publicado em PNAS , os pesquisadores mostram que nanopartículas aniônicas anfifílicas de ouro com um diâmetro de cerca de 3 nm, têm uma capacidade única de rotular com eficiência a borda das fibrilas amilóides em um estado hidratado. Isso facilita a visualização das diversas fibrilas amilóides.

p O projeto de pesquisa foi liderado por Ph.D. aluna Urszula Cendrowska e Dr. Paulo J. Silva.

p Isso foi possível pela imagem das fibrilas decoradas com nanopartículas usando uma forma especializada de TEM chamada "microscopia eletrônica de transmissão criogênica" (crio-EM). A principal diferença aqui é que no crio-EM a amostra - aqui as fibrilas - é primeiro congelada rapidamente a uma temperatura muito baixa e pode ser visualizada em seu estado "natural" sem ter que ser fixada ou tingida de antemão.

p Entre a ligação altamente eficiente de nanopartículas de ouro e as capacidades de crio-EM, os cientistas conseguiram obter imagens de fibrilas e desmascarar sua diversidade com uma clareza sem precedentes. Isso incluiu fibrilas cultivadas em laboratório, bem como em tecidos post mortem reais de pacientes.

p "Nossos resultados revelam uma notável diferença morfológica entre as fibrilas produzidas em sistemas livres de células e aquelas isoladas de pacientes, "diz Stellacci." Isso apóia a visão atual de que o ambiente fisiológico desempenha um papel importante na determinação de diferentes tipos de fibrilas amilóides.

p "Esses avanços abrem caminho para a elucidação da base estrutural das cepas amilóides e da toxicidade, "diz Lashuel." As nanopartículas são ferramentas poderosas e desesperadamente necessárias para imagens rápidas e perfis de polimorfismo morfológico de amiloide em diferentes tipos de amostras sob crio-condições, especialmente amostras complexas isoladas de agregados patológicos derivados de humanos. "