Estudo relaciona nanopartículas ao estresse oxidativo e à morte de neurônios

Pesquisadores da University of Kentucky têm uma melhor compreensão da regulação de vesículas extracelulares pelo estresse oxidativo e como essas vesículas espalham o estresse oxidativo e podem danificar neurônios. Vesículas extracelulares são nanopartículas liberadas por todos os tipos de células que ajudam a transportar informações entre as células.

O estudo intitulado “Orquestração mediada por ceramida da resposta ao estresse oxidativo por meio de pequenas vesículas extracelulares derivadas de filopódios” foi publicado recentemente no Revista de Vesículas Extracelulares.

“Este estudo estabelece as bases para aprender o que está acontecendo durante a troca de vesículas extracelulares entre diferentes tipos de células para então trabalhar para entender a significância desses processos em doenças neurodegenerativas como a doença de Alzheimer”, disse Erhard Bieberich, Ph.D., professor do Departamento de Fisiologia do UK College of Medicine. Bieberich é o principal pesquisador.

A equipe de pesquisa de Bieberich se concentrou no estresse oxidativo — um excesso de radicais de oxigênio no corpo. Esse excesso resulta em danos às células e tecidos. Outros estudos mostraram que isso desempenha um papel em muitas condições crônicas e degenerativas.

Pesquisadores estudaram células HeLa, que são chamadas de células “imortais” por sua capacidade única de crescer e se dividir continuamente em laboratório. Quando expostas ao peróxido de hidrogênio, as células formaram filopódios (projeções semelhantes a dedos das membranas celulares) e secretaram vesículas extracelulares (pequenas estruturas liberadas das membranas celulares).

“Em nosso estudo, investigamos a função da ceramida, que é um tipo de composto graxo, na formação de filopódios e na secreção de vesículas extracelulares, ambas induzidas pelo estresse oxidativo”, disse Bieberich.

“Usando uma nova técnica de marcação metabólica, descobrimos que esses dois processos são controlados por duas enzimas que geram ceramida na membrana plasmática”, disse Zainuddin Quadri, o primeiro autor do estudo e um associado sênior de pesquisa no Departamento de Fisiologia. “Isso leva à liberação de pequenas vesículas extracelulares ricas em ceramida dos filopódios, que então têm como alvo as mitocôndrias e causam a morte celular.”

“Pesquisas anteriores se concentraram no estresse oxidativo causado pelo acúmulo de amiloide em placas ou outras proteínas nos neurônios”, disse Bieberich.

“Descobrimos um novo mecanismo pelo qual o estresse oxidativo pode se espalhar através de vesículas extracelulares, o que pode propagar a morte celular mesmo que os próprios neurônios não sejam diretamente expostos a proteínas nocivas, como a amiloide.”

Os dois pesquisadores disseram que a indução de morte celular foi encontrada particularmente em células neuronais, mas planejam estudar mais profundamente o processo em diferentes tipos de células.

Suas descobertas sugerem que atingir a interação entre as duas enzimas pode ser um alvo terapêutico potencial para prevenir a morte celular induzida pelo estresse oxidativo.

Esta pesquisa foi possível graças à colaboração com duas biólogas de lipídios, Stefanka Spassieva, Ph.D., e Mariana Nikolova-Karakashian, Ph.D., do Departamento de Fisiologia. Elas também são coautoras da publicação.