Proteínas que se acumulam desempenham um papel significativo em várias doenças, incluindo ALS, Alzheimer e Parkinson. Explorar os mecanismos de interação das proteínas tem sido um desafio, mas pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Chalmers, na Suécia, fizeram uma descoberta inovadora. Eles desenvolveram uma técnica nova que permite a captura de numerosas proteínas em armadilhas nano-dimensionadas. Essas armadilhas possibilitam o estudo de proteínas de uma maneira que não era possível anteriormente.
“Acreditamos que nosso método tem grande potencial para aumentar a compreensão dos processos iniciais e perigosos em diferentes doenças e, eventualmente, levar ao conhecimento de como os medicamentos podem combatê-los”, afirma o professor Andreas Dahlin, líder do projeto de pesquisa na Universidade de Chalmers.
Os resultados da pesquisa foram publicados no periódico científico Nature Communications, sob o título “Captura estável de múltiplas proteínas em condições fisiológicas usando câmaras nano-dimensionadas com portões macromoleculares”.
Compreender como os aglomerados de proteínas se formam é vital para o desenvolvimento de métodos eficazes em dissolvê-los ou preveni-los por completo. Embora existam inúmeras técnicas para estudar as fases posteriores da formação desses aglomerados, tem sido difícil observar o desenvolvimento inicial quando os aglomerados ainda são pequenos. As armadilhas recém-desenvolvidas abordam esse desafio.
Os pesquisadores descrevem sua criação como os portões mais pequenos do mundo, capazes de serem abertos e fechados com precisão. Esses portões funcionam como armadilhas, confinando as proteínas em câmaras nano-dimensionadas. Como resultado, as proteínas são impedidas de escapar, permitindo um tempo prolongado de observação – de pelo menos uma hora, em comparação com o limite anterior de um milissegundo. Além disso, múltiplas proteínas podem ser incluídas em um pequeno volume, facilitando análises abrangentes.
“Os aglomerados que queremos ver e entender melhor consistem em centenas de proteínas, então, se quisermos estudá-los, precisamos ser capazes de capturar essas grandes quantidades. A alta concentração no pequeno volume significa que as proteínas naturalmente se chocam umas com as outras, o que é uma grande vantagem do nosso novo método”, explica o professor Dahlin.
É necessário um desenvolvimento adicional da técnica para estudar doenças específicas com precisão. As armadilhas devem ser adaptadas para atrair proteínas associadas à doença em investigação. A equipe está atualmente identificando as proteínas mais adequadas para estudos futuros.
Os princípios de funcionamento das armadilhas envolvem o uso de escovas de polímeros localizadas nas entradas das câmaras nano-dimensionadas. Após passarem por tratamento químico, as proteínas são atraídas pelas paredes das câmaras. Quando os portões são fechados, as proteínas são liberadas das paredes e começam a interagir umas com as outras.
As armadilhas permitem o exame de aglomerados individuais de proteínas, fornecendo informações mais detalhadas em comparação com o estudo de vários aglomerados simultaneamente. Diferentes aglomerados podem se formar por mecanismos diversos e exibir tamanhos e estruturas variados. Analisá-los individualmente permite a detecção dessas diferenças.
Atualmente, o tempo de retenção das proteínas nas armadilhas é limitado pelo tempo que o marcador químico aplicado, que permite sua visualização, persiste. No entanto, durante o estudo, os pesquisadores conseguiram manter a visibilidade por até uma hora.
Esse método inovador abre possibilidades empolgantes para avançar em nossa compreensão dos processos das doenças e desenvolver intervenções direcionadas para combater o acúmulo de proteínas. Com refinamentos adicionais, essa técnica pode abrir caminho para tratamentos inovadores para uma variedade de doenças desafiadoras.
FAQ:
1. Quais doenças são causadas por acúmulos de proteínas?
Aglomerados de proteínas contribuem para várias doenças, incluindo ALS, Alzheimer e Parkinson. Esses aglomerados prejudicam as funções celulares normais e são desafiadores de tratar.
2. Como funcionam as armadilhas nano-dimensionadas?
As armadilhas utilizam escovas de polímero posicionadas nas entradas das câmaras nano-dimensionadas. Essas escovas atraem proteínas para as paredes da câmara após um tratamento químico. Quando as armadilhas se fecham, as proteínas são liberadas das paredes e podem interagir umas com as outras.
3. Quais benefícios as armadilhas oferecem para o estudo de aglomerados de proteínas?
As armadilhas permitem o estudo de aglomerados individuais de proteínas, fornecendo informações detalhadas sobre diferentes mecanismos, tamanhos e estruturas de aglomerados. A capacidade de capturar várias proteínas em um pequeno volume melhora as capacidades de pesquisa.