Poluição do ar e fumaça de incêndios florestais podem afetar a memória
Pesquisadores do Scripps Research descobrem como uma modificação química em uma proteína cerebral, potencialmente desencadeada por poluição do ar, pesticidas e incêndios florestais, prejudica a função normal das células cerebrais.
A poluição do ar contribui para quase 7 milhões de mortes prematuras a cada ano, e seus efeitos vão além dos pulmões.
Inalar fumaça de incêndios florestais ou poluição urbana relacionada ao tráfego não apenas aumenta o risco de asma e doenças cardíacas, mas também pode contribuir para doenças cerebrais como Alzheimer e autismo.
Cientistas do Scripps Research descobriram como uma alteração química no cérebro, que pode ser desencadeada por inflamação e envelhecimento, bem como por toxinas encontradas na poluição do ar, pesticidas, fumaça de incêndios florestais e carnes processadas, prejudica a função normal das células cerebrais. Conhecida como S-nitrosilação, essa modificação química impede que as células cerebrais formem novas conexões e, em última instância, resulta na morte celular.
A pesquisa, publicada no Proceedings of the National Academy of Sciences, mostrou que bloquear a S-nitrosilação em uma proteína cerebral chave reverteu parcialmente os sinais de perda de memória em modelos murinos de Alzheimer e em células nervosas produzidas a partir de células-tronco humanas.
“Revelamos os detalhes moleculares de como os poluentes podem contribuir para a perda de memória e doenças neurodegenerativas”, diz o autor sênior e professor Stuart Lipton, MD, PhD, titular da Step Family Foundation no Scripps Research e neurologista clínico em La Jolla, Califórnia. “Isso pode, em última análise, levar a novos medicamentos que bloqueiem esses efeitos para tratar melhor a doença de Alzheimer.”
Há mais de duas décadas, Lipton descobriu pela primeira vez a S-nitrosilação, um processo químico pelo qual uma molécula relacionada ao óxido nítrico (NO) se liga a átomos de enxofre (S) dentro das proteínas (produzindo “SNO”), alterando sua função e formando o que Lipton chamou de “SNO-STORM” no cérebro. O NO é encontrado naturalmente no corpo e produzido em resposta à estimulação elétrica ou inflamação,mas também se forma em excesso em resposta a material particulado fino e compostos relacionados a nitratos (designados PM2.5/NOx) presentes ou desencadeados por mudanças climáticas e poluição do ar relacionada a automóveis, fumaça de incêndios florestais, pesticidas e carnes processadas. O grupo de pesquisa de Lipton e colegas demonstraram anteriormente que reações aberrantes de S-nitrosilação contribuem para algumas formas de câncer, autismo, doença de Alzheimer, doença de Parkinson e outras condições.
No novo estudo, o grupo de Lipton investigou o efeito da S-nitrosilação na proteína CRTC1, que ajuda a regular genes críticos para a formação e manutenção de conexões entre células cerebrais, um processo essencial para a aprendizagem e a memória de longo prazo.
Usando células cerebrais cultivadas de camundongos e humanos, os pesquisadores primeiro confirmaram que o excesso de NO leva à S-nitrosilação do CRTC1. Eles então descobriram que essa modificação química impedia o CRTC1 de se ligar a outra proteína reguladora cerebral crítica, o CREB. Como resultado, outros genes necessários para a formação de conexões entre neurônios não eram ativados.
“Este é um caminho que afeta sua memória e está diretamente implicado na doença de Alzheimer humana”, diz Lipton.
De fato, a equipe observou altos níveis de CRTC1 S-nitrosilado em um estágio inicial da doença em modelos murinos de Alzheimer e em neurônios humanos derivados de células-tronco de pacientes com Alzheimer, apoiando ainda mais a ideia de que a alteração química desempenha um papel fundamental no desenvolvimento dos sintomas da doença.
Em seguida, a equipe de pesquisa engenheirou geneticamente uma versão do CRTC1 que não podia mais sofrer S-nitrosilação, pois a proteína agora carecia do aminoácido contendo enxofre (chamado cisteína) necessário para a reação química. Em uma placa de Petri, a introdução dessa versão modificada do CRTC1 em células nervosas humanas derivadas de células-tronco de pacientes com Alzheimer impediu sinais da doença, incluindo o enfraquecimento das conexões das células nervosas e a diminuição da sobrevivência das células nervosas. Em modelos murinos de Alzheimer, o CRTC1 reengenheirado restaurou a ativação de genes necessários para a formação da memória e a plasticidade sináptica,a capacidade do cérebro de fortalecer as conexões entre os neurônios.
“Poderíamos quase completamente resgatar as vias moleculares envolvidas na formação de novas memórias”, diz Lipton. “Isso sugere que este é um alvo terapêutico que poderia fazer uma diferença real no tratamento do Alzheimer e potencialmente de outras doenças neurodegenerativas.”
Lipton observa que, embora a S-nitrosilação seja um processo natural, a exposição a poluentes ambientais pode levar a uma produção excessiva de NO, resultando em modificações prejudiciais de proteínas cerebrais. “Nossos achados destacam a importância de abordar fatores ambientais, como a poluição do ar, na prevenção e tratamento de doenças neurodegenerativas”, conclui.
Fonte: Scripps Research Institute
Referência:
X. Zhang, R. Vlkolinsky, C. Wu, N. Dolatabadi, H. Scott, O. Prikhodko, A. Zhang, M. Blanco, N. Lang, J. Piña-Crespo, T. Nakamura, M. Roberto, & S.A. Lipton, S-Nitrosylation of CRTC1 in Alzheimer’s disease impairs CREB-dependent gene expression induced by neuronal activity, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 122 (9) e2418179122, https://doi.org/10.1073/pnas.2418179122 (2025).
in EcoDebate, ISSN 2446-9394
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