Alzheimer: transporte de cobre no sangue fornece novas pistas
A regulação incorreta dos níveis de cobre nos tecidos desempenha um papel importante em uma ampla variedade de doenças, incluindo a doença de Alzheimer, a doença de Parkinson e a doença dos neurônios motores. Uma investigação de moléculas que transportam cobre na corrente sanguínea forneceu novas pistas para diagnóstico e tratamento.
O cobre metálico é crucial para um metabolismo saudável e, no entanto, os cientistas sabem surpreendentemente pouco sobre como o corpo o transporta e mantém níveis ótimos nos tecidos.
Ligado a moléculas de proteína, o cobre é um componente vital de inúmeras enzimas que catalisam as principais reações metabólicas.
“Os bioquímicos sabem da importância do cobre no corpo humano há muito tempo, mas mesmo eles não sabem, por exemplo, como esse elemento chega da nossa comida aos destinos certos, ou seja, várias enzimas do cobre”, diz o Prof. Peep Palumaa, chefe do Grupo de Pesquisa Metaloproteômica da Universidade de Tecnologia de Tallinn, na Estônia.
O cobre está presente em pequenas quantidades em todo o corpo. As concentrações mais altas ocorrem em áreas do corpo com atividade extremamente alta, como fígado, cérebro, coração, rins e músculo esquelético.
Entre seus muitos papéis, o metal é vital para produzir energia durante a respiração celular, produzir glóbulos vermelhos, aumentar as respostas imunes e manter as células nervosas.
Em excesso, no entanto, pode desencadear a produção de radicais livres destrutivos e contribuir para a inflamação.
A pesquisa ligou a falha na regulação dos níveis de cobre a várias doenças neurodegenerativas, incluindo a síndrome de Menkes , a doença do neurônio motor, a doença de Parkinson e a doença de Alzheimer.
Um estudo relatado pelo Medical News Today em 2013, por exemplo, descobriu que, quando o cobre se acumula no cérebro, promove o desenvolvimento de placas beta-amilóides, que são a marca registrada da doença de Alzheimer.
O estudo constatou que o cobre não apenas inibe a remoção de moléculas beta-amilóides solúveis do cérebro, mas também as encoraja a se agrupar para formar placas insolúveis.
Os bioquímicos têm tentado entender melhor como o corpo mantém níveis ótimos de cobre em seus tecidos e o que acontece quando esse processo homeostático dá errado.
O conhecimento pode ajudá-los a desenvolver novas maneiras de diagnosticar, monitorar e tratar doenças que envolvem o colapso da homeostase do cobre.
Como parte desse esforço, o professor Palumaa e seus colegas queriam descobrir como o cobre é transportado pelo corpo na corrente sanguínea.
Invulgarmente para a ciência, eles descobriram que o processo era menos complicado do que eles esperavam. Anteriormente, os bioquímicos acreditavam que três proteínas desempenham um papel no transporte de cobre, mas, de acordo com o novo estudo, apenas uma é a principal.
Seus resultados aparecem em Relatórios Científicos .
Para medir a afinidade de cada proteína pelo cobre - significando quão firmemente ela se liga aos íons de cobre - os pesquisadores desenvolveram uma abordagem nova e inovadora chamada cromatografia líquida e ICP-MS (espectrometria de massa plasmática indutivamente acoplada). Essas técnicas bioquímicas separam e identificam moléculas que estão presentes em pequenas quantidades em um fluido biológico, como sangue ou líquido cefalorraquidiano.
Os cientistas descobriram que no sangue, cerca de 75% dos íons de cobre estão ligados a uma enzima chamada ceruloplasmina, enquanto cerca de 25% estão ligados a uma enzima chamada albumina.
No entanto, a ceruloplasmina se liga ao cobre com tanta força que é improvável que desempenhe um papel no transporte do metal para onde é necessário. O principal trabalho da enzima parece ajudar outra proteína a transportar ferro no sangue.
A albumina, por outro lado, liga-se ao cobre com muito menos força e é provavelmente o principal transportador de cobre.
Os pesquisadores descobriram que uma pequena proporção de cobre no sangue (cerca de 0,2%) também se liga a um aminoácido chamado histidina. Eles especulam que a histidina age como um catalisador, ajudando a liberar cobre da albumina quando atinge um destino como o fígado.
Os bioquímicos haviam assumido que uma proteína adicional, chamada alfa-2 macroglobulina, também transporta cobre. No entanto, o professor Palumaa e seus colegas relatam que, em seus experimentos, ele não se ligou ao cobre no plasma sanguíneo em quantidades significativas.
A pesquisa é um produto da colaboração entre cientistas da Universidade de Tecnologia de Tallinn e a empresa farmacêutica sueca Wilson Therapeutics AB.
O produto principal da Wilson Therapeutics AB é Decuprate, que é um agente terapêutico promissor para o tratamento da doença de Wilson, um distúrbio genético raro que causa acúmulo de cobre em quantidades tóxicas no fígado, cérebro e outros tecidos.
Ao se ligar ao cobre, o Decuprate promove sua excreção do corpo.
Em seu artigo, o Prof. Palumaa e seus colegas dizem que suas descobertas podem tornar possível detectar os distúrbios no metabolismo do cobre que caracterizam doenças como Wilson e Alzheimer.
Sua pesquisa também poderia fornecer novas maneiras de monitorar a eficácia de medicamentos como o Decuprate na regulação dos níveis de cobre.
“[Os nossos] resultados da pesquisa podem ser usados para várias aplicações. Primeiro, eles ajudam a entender o metabolismo normal do cobre no corpo, que tem um valor diagnóstico direto. Segundo, esses resultados também ajudam a identificar distúrbios no metabolismo do cobre no organismo. Este último ocorre em várias doenças genéticas, como a doença de Wilson e Menkes, bem como a doença neurodegenerativa mais comum - a doença de Alzheimer. ”
- Prof. Peep Palumaa
Ele continua: "Além de diagnósticos específicos, o efeito dos produtos farmacêuticos que normalizam o metabolismo do cobre, usados no tratamento das doenças acima mencionadas, também pode ser monitorado através do equilíbrio do cobre no sangue".