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Entendendo o Papel da Quinasas Src na Doença de Alzheimer

Pesquisas mostram novas descobertas sobre a quinase Src e seu impacto na Doença de Alzheimer.

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Quinasas Src na Doença deQuinasas Src na Doença deAlzheimerna progressão da doença de Alzheimer.Novas descobertas sobre o papel do Src
Índice

A doença de Alzheimer (DA) é um tipo comum de demência, uma condição que afeta gravemente a memória e as habilidades de raciocínio. Mais de 40 milhões de pessoas no mundo todo foram diagnosticadas com essa doença. A DA é uma desordem cerebral progressiva, ou seja, piora com o tempo. Ela prejudica várias partes do cérebro que são essenciais para pensar e lembrar. As mudanças no cérebro relacionadas à DA podem começar muitos anos antes de qualquer sintoma óbvio aparecer. As pessoas podem ter sinais da doença por anos sem saber. Essas mudanças podem levar a uma queda nas habilidades de memória e raciocínio, tornando a vida delas bem desafiadora.

Principais Características da Doença de Alzheimer

Há mais de 100 anos, os cientistas descobriram características chave da DA no cérebro. Eles encontraram duas coisas principais que aparecem nos cérebros de quem tem DA: Placas de Amiloide e Emaranhados. As placas de amiloide são aglomerados de proteína que se formam do lado de fora das células nervosas. Os emaranhados são fios torcidos de outra proteína chamada TAU que se acumulam dentro das células. Ambas as características podem causar problemas em como o cérebro funciona. Além disso, podem haver outros problemas no cérebro, como inflamação de longa duração, mudanças em vasos sanguíneos e problemas nas células que sustentam as células nervosas. Juntos, esses problemas podem resultar em danos ao cérebro, perda de células nervosas e interrupção das conexões entre as células, levando, eventualmente, ao encolhimento do cérebro.

O Desafio de Diagnosticar a Doença de Alzheimer

Apesar das descobertas sobre as mudanças físicas no cérebro, ainda é difícil prever com que rapidez essas mudanças ocorrerão ou quando aparecerão como sintomas. Essa incerteza torna complicado saber quando começar tratamentos que possam ajudar a desacelerar o processo da doença.

O Papel da Src Quinas em Doença de Alzheimer

Pesquisas recentes estão se concentrando em um grupo de proteínas conhecidas como quinas Src, que podem desempenhar um papel na DA. As quinas Src são importantes para a comunicação celular e podem afetar muitos processos no cérebro. Quando essas proteínas são alteradas na DA, isso pode ajudar a explicar alguns dos sintomas ou características da doença. Por exemplo, um tipo de proteína chamada beta amiloide pode ativar bastante as quinas Src. Quando isso acontece demais, pode interferir no funcionamento das células cerebrais. Essa superatividade pode levar a problemas como a perda de conexões entre as células e até morte celular. Há evidências de que os níveis de quinas Src estão mais altos nos cérebros de pessoas com DA, especialmente em certos tipos de células nervosas.

Estudos de Pesquisa sobre a Doença de Alzheimer

Em um estudo com pessoas que doaram seus cérebros após falecer, pesquisadores analisaram várias áreas do cérebro para comparar as que tinham DA com as que não tinham a doença. Eles examinaram amostras de diferentes regiões, como o hipocampo e o córtex frontal. As descobertas mostraram que apenas pessoas com DA tinham níveis aumentados de quinas Src em certas áreas, enquanto aquelas com doença de Parkinson não apresentaram o mesmo padrão.

Métodos Usados na Pesquisa

Os pesquisadores usaram técnicas especiais para estudar proteínas nos tecidos do cérebro. Para uma abordagem, eles usaram um método chamado imuno-histoquímica, que ajuda a visualizar onde as proteínas estão localizadas no cérebro. Eles marcaram a Src com corantes específicos para ver quanto dela estava presente em diferentes regiões do cérebro. Em outro método chamado Western blotting, eles observaram a quantidade de Src em amostras de tecido. Ambas as abordagens mostraram que os níveis de Src eram mais altos nos cérebros de pessoas com DA.

A Importância dos Estudos de Colocalização

Em seguida, os pesquisadores queriam ver se a Src estava associada às proteínas Tau que também são encontradas na DA. Eles usaram vários marcadores para Tau para verificar quão bem essas proteínas se localizavam junto com a Src. Eles descobriram que os marcadores de Tau, especialmente os iniciais, se associaram significativamente à Src em seções do cérebro de pacientes com DA. Isso sugere que a Src pode estar envolvida nas mudanças iniciais que ocorrem quando a Tau começa a se dobrar de forma errada e se acumular no cérebro.

Níveis de Src em Diferentes Neurônios

Dados recentes de outros estudos focando em células individuais no cérebro indicaram que a Src estava notavelmente elevada em neurônios excitatórios-que são o principal tipo de células nervosas que enviam sinais para outras neurônios. Esse aumento foi consistente, independentemente de a pessoa ter DA ou não, mostrando que a Src tem um papel importante na função das células nervosas. A relação entre a Src e outra proteína chamada NEUROD2 sugere que a NEUROD2 pode ajudar a controlar a atividade da Src nesses neurônios, influenciando como eles respondem ao estresse na DA.

Mudanças na Fosforilação da Src

Os pesquisadores também analisaram a atividade da Src para ver com que frequência ela é modificada por meio de um processo chamado fosforilação. Eles descobriram que mudanças específicas no padrão de fosforilação da Src estavam ligadas à DA. Alguns desses locais de fosforilação eram conhecidos por se relacionarem a processos envolvidos na neurodegeneração. Isso aponta para a possibilidade de que as mudanças em como a Src é ativada ou modificada poderiam ter um papel em como a DA se desenvolve.

Simulação das Interações Src e Tau

Além dos estudos de laboratório, os cientistas utilizaram simulações computacionais para entender como a Src interage com a proteína Tau. Eles analisaram como a Src se move em torno da Tau em diferentes condições. Os resultados mostraram que a Src tendia a se aderir à Tau muito mais em condições de doença em comparação com condições saudáveis, o que indica uma relação mais forte quando a Tau está dobrada de forma errada. Essa descoberta sugere que a agregação da Tau poderia impulsionar a atividade da Src, potencialmente levando a efeitos mais prejudiciais nas células cerebrais.

Descobertas da Src em Múltiplas Regiões do Cérebro

Um aspecto interessante da pesquisa é a descoberta de que a DA afeta várias áreas do cérebro, não apenas uma única região. Enquanto os estudos frequentemente se concentram no hipocampo, essa pesquisa examinou os níveis de Src em várias áreas, incluindo o córtex entorrinal e o giro frontal superior, além da substância negra. O córtex entorrinal mostrou o aumento mais significativo nos níveis de Src, sugerindo que essa região pode ser uma das primeiras a mostrar mudanças relacionadas à DA.

A Conexão Entre Src e Tau

A associação entre as proteínas Src e Tau é intrigante. À medida que a Tau começa a se dobrar de forma errada, a Src parece ser ativada, especialmente nas fases iniciais da DA. As descobertas sugerem que a Src pode ter um papel crucial nas mudanças que ocorrem quando a Tau se agrega, potencialmente ajudando a explicar como a DA avança. Compreender essa conexão pode levar a novas abordagens de tratamento visando essas moléculas.

Implicações para Tratamento e Pesquisas Futuras

A atividade aumentada da Src em relação à Tau oferece um alvo potencial para novas terapias. Já que inibidores da Src estão disponíveis, os cientistas podem explorar como esses podem ser usados para tratar ou desacelerar a DA. Mais estudos são necessários para esclarecer como a atividade da Src contribui para a doença e como intervenções podem ser projetadas para reduzir seus efeitos prejudiciais.

A Complexidade da Doença de Alzheimer

No geral, a doença de Alzheimer é uma condição complexa que envolve muitas mudanças no cérebro ao longo de muitos anos. Um entendimento profundo das interações entre proteínas como a Src e a Tau é essencial para encontrar tratamentos eficazes. Essa exploração não só acrescenta ao nosso conhecimento, mas também abre caminho para estudos futuros voltados para desenvolver novas estratégias para combater a doença de Alzheimer.

Conclusão

Em conclusão, a doença de Alzheimer destaca a importância de estudar como várias proteínas no cérebro interagem e como suas mudanças contribuem para a progressão da doença. Compreender essas relações abre portas para melhores diagnósticos, tratamentos e, em última instância, prevenção dessa condição debilitante. Os pesquisadores continuam a investigar os muitos aspectos da DA para proporcionar esperança àqueles afetados por essa doença desafiadora.

Fonte original

Título: Upregulation of the Proto-Oncogene Src Kinase in Alzheimer's Disease: From Molecular Interactions to Therapeutic Potential

Resumo: Alzheimers disease (AD) is a progressive neurodegenerative disease, resulting in an irreversible deterioration of multiple brain regions associated with cognitive dysfunction. Phosphorylation of the microtubule-associated protein, Tau, is known to occur decades before symptomatic AD. The Src family of tyrosine kinases are known to phosphorylate select tyrosine sites on Tau and promote microtubule disassembly and subsequent neurofibrillary tangle (NFT) formation. Our data show that the proto-oncogene, non-receptor tyrosine kinase Src colocalizes with a range of late (PHF1) to early (MC1) AD-associated phosphorylated Tau epitopes. The strongest co-occurrence is seen with MC1 (probability of MC1 given Src =100%), an early AD-specific conformational dependent epitope. Single-cell RNA sequencing data of 101 subjects show that Src is upregulated in both AD inhibitory and excitatory neurons. The most significantly affected, by orders of magnitude, were excitatory neurons which are the most prone to pathological Tau accumulation. We measured Src phosphorylation by mass spectrometry across a cohort of 48 patient neocortical tissues and found that Src has increased phosphorylation on Ser75, Tyr187, and Tyr440 in AD, showing that Src kinase undergoes distinct phosphorylation alterations in AD. Through Brownian dynamics simulations of Src and Tau, we show that as Tau undergoes the transition into disease-associated paired helical filaments, there is a notable seven-fold increase in Src contact with Tau. These results collectively emphasize Src kinases central role in Tau phosphorylation and its close association with Tau epitopes, presenting a promising target for potential therapeutic intervention.

Autores: Diego Mastroeni, C. K. Chan, N. Morshed, D. Diouf, C. de Avila, C. Suazo, J. Nolz, U. Lopatin, Q. Wang, G. Serrano, T. Beach, T. Dunkley, K. Jensen, D. Van Den Hove, F. M. White, P.-L. Chiu, A. Singharoy, E. M. Reiman, B. P. Readhead

Última atualização: 2024-02-09 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.07.579336

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.07.579336.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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