Lesões nas mitocôndrias – minúsculas casas de força dentro das células que lhes fornecem energia – desencadeiam eventos que ocorrem no início da doença de Alzheimer e podem oferecer um alvo promissor para o tratamento.
Assim, conclui um novo estudo publicado na revista que mostra como oligomeric amyloid beta – uma proteína altamente tóxico – perturba mitocôndrias.
O estudo também revela como um pré-tratamento pode proteger as células cerebrais humanas de tais danos.
“As mitocôndrias”, diz o principal autor, o Dr. Diego Mastroeni, professor assistente na Universidade Estadual do Arizona em Tempe, “são a principal fonte de energia nas células cerebrais e as deficiências no metabolismo energético demonstraram ser um dos primeiros eventos na doença de Alzheimer”. patobiologia. “
A doença de Alzheimer é uma doença devastadora que destrói o tecido cerebral e rouba as pessoas de sua capacidade de pensar, lembrar, tomar decisões, socializar e viver de forma independente.
É a forma mais comum de demência e a sexta principal causa de morte nos Estados Unidos, onde mais de 5 milhões de pessoas têm a doença.
A carga da doença de Alzheimer nos EUA está crescendo à medida que a população envelhece. O custo da doença de Alzheimer e outras demências deve aumentar de US $ 259 bilhões para US $ 1,1 trilhão entre 2017 e 2050.
À medida que progride, a doença altera a biologia e a química do cérebro, fazendo com que as células nervosas, ou neurônios, perecem e os tecidos se encolham.
Atualmente, não há cura ou tratamento eficaz que diminua significativamente o progresso da doença de Alzheimer.
Sabe-se que os sinais de mudança tecidual precoce estão em andamento antes que surjam os sintomas comportamentais da doença de Alzheimer; no entanto, apesar de algumas teorias fortes, as causas exatas permanecem um mistério.
Beta amiloide e doença de Alzheimer
Uma teoria dominante sobre as origens da doença de Alzheimer propõe que o acúmulo de fragmentos de proteína pegajosa, chamado beta-amilóide, desencadeie a cadeia de eventos no cérebro que leva à doença.
A principal evidência para apoiar esta teoria amilóide é que autópsias cerebrais de pessoas que morreram com a doença de Alzheimer têm dois tipos distintos de acumulações de proteínas anormais: emaranhados dentro de células e placas entre as células.
Essas características da doença de Alzheimer foram encontradas principalmente no hipocampo, no neocórtex e em outras partes do cérebro que ficam abaixo do córtex e são importantes para o pensamento, a memória e o aprendizado.
No entanto, como a pesquisa investigou mais profundamente a doença e suas possíveis causas, problemas com a teoria amilóide surgiram, dizem os autores do novo estudo.
Um problema diz respeito a inconsistências na evidência. Por exemplo, alguns estudos relataram que, apesar da presença pesada de placas amilóides em seus cérebros, alguns pacientes mais velhos não apresentavam déficits mensuráveis no pensamento e na memória, enquanto outros pacientes com sintomas semelhantes à doença de Alzheimer mostraram um acúmulo muito pequeno de proteína amilóide anormal. .
Outra razão para questionar a teoria do amilóide é que drogas experimentais que têm como alvo o tratamento da doença têm apresentado resultados decepcionantes em testes clínicos e não conseguiram deter o declínio.
Essas questões e problemas levaram os pesquisadores a argumentar que placas e emaranhados provavelmente emergem em fases posteriores da doença de Alzheimer e que outros fatores desencadeantes estão envolvidos.
Um papel para as mitocôndrias?
As mitocôndrias são pequenos compartimentos dentro das células nas quais o oxigênio e os nutrientes se transformam em trifosfato de adenosina (ATP), que é a principal fonte de combustível para a atividade celular.
“Décadas de pesquisa” revelaram que essas potências celulares diferem entre os cérebros de Alzheimer e os cérebros saudáveis.
Isto levou à visão de que as mitocôndrias desempenham um papel importante na doença de Alzheimer, não apenas como contribuintes, mas também como impulsionadores da doença.
O atual debate varia de sugerir que a beta-amilóide provoca a disfunção mitocondrial de propor que uma “cascata” de alterações mitocondriais “substitua hierarquicamente” o desenvolvimento de beta-amilóide.
Outro argumento no debate propõe que, na doença de Alzheimer, uma forma “altamente tóxica” da beta-amilóide – conhecida como beta amilóide oligomérica – acelera o declínio mitocondrial que ocorre naturalmente com a idade.
O novo estudo, que examina o impacto do beta amilóide oligomérico na mitocôndria em células cerebrais, fornece novas evidências nesse sentido.
Evidência de ruptura das mitocôndrias
Para o seu estudo, o Dr. Mastroeni e colegas extraíram neurônios piramidais do hipocampo no cérebro de pacientes que morreram de doença de Alzheimer.
Os neurônios piramidais têm sido descritos como os “motores e agitadores” do cérebro e são importantes para o processamento cognitivo. Sabe-se que doenças que causam desgaste cerebral, como a doença de Alzheimer, matam desproporcionalmente essas células.
Quando estudaram os neurônios piramidais do hipocampo, os pesquisadores encontraram evidências – na forma de redução da expressão de muitos genes mitocondriais – para sugerir que suas mitocôndrias haviam sido destruídas por beta-amilóide oligomérico.
Eles descobriram que a mesma expressão reduzida de genes mitocondriais ocorreu quando eles expuseram células de uma linhagem celular de neuroblastoma humano à proteína tóxica.
Outros tipos de células – como as células de astrócitos e microglia – extraídas do hipocampo dos mesmos cérebros afetados pela doença de Alzheimer, não mostraram evidências de comprometimento da mitocôndria. As células de astrócitos e microglia fornecem suporte, como manutenção do equilíbrio químico e fornecimento de nutrientes.
O pré-tratamento pode proteger os neurônios
Em outra série de experimentos, os pesquisadores pré-trataram os neurônios humanos em laboratório com um composto estruturalmente semelhante à CoQ10, que é conhecida por aumentar o ATP e limitar o estresse oxidativo, outro processo que pode degradar as mitocôndrias.
Quando expuseram os neurônios pré-tratados ao beta amilóide oligomérico, mostraram sinais reduzidos de deterioração mitocondrial. Eles sugerem que esse resultado poderia abrir caminho para novos tratamentos para a doença de Alzheimer.
“Este estudo reforça a toxicidade da beta amilóide oligomérica nas mitocôndrias neuronais e enfatiza a importância dos compostos protetores para proteger as mitocôndrias da toxicidade beta amilóide oligomérica”.
Dr. Diego Mastroeni
