Durante quase uma década, cientistas andaram investigando uma proteína ligada à doença de Parkinson, envolvida na forma como nossas células cerebrais processam energia.

O mistério, enfim, foi desvendado por pesquisadores da WEHI (Walter e Eliza Hall Institute of Medical Research) que conseguiram, pela primeira vez, visualizar em detalhes todo o processo que leva à ativação dessa proteína – chamada PINK1.

O estudo, publicado na Nature, em 21 de Dezembro, analisou cada processo desde o momento em que a PINK1 é criada até como os seus defeitos levam à doença de Parkinson.

Essa compreensão aprimorada culmina a pesquisa que já dura oito anos e que pode auxiliar o desenvolvimento de terapias que previnam a morte celular associada à doença ou, até mesmo, interrompam a progressão do Parkinson.

O estudo foi conduzido pelo doutorando, Zhong Yan Gan e pelo professor David Komander, e equipe multidisciplinar da WEHI que usaram para essa descoberta recursos inovadores de microscopia crioeletrônica (crio-EM).

Da esquerda para a direita: Zhong Yan Gan, Dr Alisa Glukhova e Professor David Komander (WEHI)

Papel protetor

Mais de 10 milhões de pessoas no mundo têm Parkinson, uma doença neurodegenerativa progressiva que se instala quando células produtoras de dopamina no cérebro morrem ou ficam prejudicadas. O mecanismo por trás desse processo ainda não está muito claro.

O estudo apontou para o papel que as mitocôndrias desempenham, como usinas que fornecem energia às células. À medida que envelhecemos, as mitocôndrias se danificam e se acumulam no corpo, podendo criar um ambiente tóxico para que doenças como Parkinson e Alzheimer se instalem.

Diante dessa ameaça, o estudo mostrou que a proteína PINK1 desempenha um papel protetor importante, marcando mitocôndrias danificadas para que sejam destruídas e removidas, possibilitando que mitocôndrias saudáveis entrem em cena.

“O que fizemos foi tirar uma série de prints da proteína e juntá-los para criar um filme de ‘ação ao vivo ’que revela todo o processo de ativação da PINK1. Uma das descobertas críticas que fizemos foi que essa proteína forma um dímero – ou par – que é essencial para ligá-la ou ativá-la para que desempenhe sua função. Existem dezenas de milhares de artigos sobre esta família de proteínas, mas visualizar como essa proteína se junta e muda no processo de ativação é realmente uma inovação”, acredita – explica Zhong Yan Gan.

Ubiquitina e doença de Parkinson (2021) por Etsuko Uno wehi.tv

Novas terapias

Atualmente não existem medicamentos aprovados que possam retardar ou interromper a progressão do Parkinson, apenas terapias que aliviam os sintomas. O professor Komander acredita que a descoberta irá abrir oportunidades de explorar novas terapias. “Empresas de biotecnologia e farmacêutica já estão olhando para essa proteína como alvo terapêutico para o Parkinson, mas estão meio às cegas. Acho que elas ficarão animadas em ver as novas e incríveis informações que nossa equipe foi capaz de produzir usando crio-EM. Estou muito orgulhoso deste trabalho e o que pode levar”, comemora.

Tecnologia avançada

Cientistas do WEHI usaram a mais avançada tecnologia de microscopia crioeletrônica para observar a proteína em “detalhes moleculares sofisticados” e juntar as diferentes peças do quebra-cabeça.

Para Dra Alisa Glukhova, head de laboratório da WEHI, essa descoberta só foi possível graças à nova instalação de crio-EM, financiada em conjunto pela WEHI e Bio21 Institute e ao recrutamento de biólogos estruturais com experiência no uso dessa tecnologia.

“Foi a primeira vez que usamos crio-EM no WEHI para desvendar a estrutura de pequenas proteínas como PINK1. É um ótimo exemplo de como tecnologias inovadoras podem realmente impulsionar a pesquisa e levar a descobertas transformadoras”, diz Dra Alisa.