Depósitos de cobre e ferro magnético são encontrados no cérebro de pacientes com Alzheimer

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Placa neural com ferro (esquerda) e cobre (direita, em rosa). Créditos: Everett, et al., Science Advances, 2021.

Por Mike McRae
Publicado na SciencecAlert

Separe cada pedaço de ferro dentro de um corpo humano e você terá o suficiente para fazer um ou dois pregos. Quanto ao cobre, você teria sorte se extraísse apenas o suficiente para fazer um pequeno brinco.

Por mais escassos que sejam, esses dois metais são necessários para nossa sobrevivência, desempenhando papéis essenciais no desenvolvimento e no metabolismo humano. Mas um lugar que não esperaríamos encontrar é de forma aglomerada dentro de nossas células cerebrais.

No entanto, para as pessoas com uma doença neurodegenerativa, o Mal de Alzheimer, algo parece estar transformando esses elementos em lingotes microscópicos.

Uma equipe de pesquisadores dos EUA e do Reino Unido detectou o brilho revelador do cobre e do ferro em suas formas elementares usando uma forma de microscopia de raios-X (STXM) em amostras de placas neurais retiradas dos lobos frontal e temporal de pacientes com Alzheimer.

As placas são uma característica típica dessa forma particular de demência, composta de proteínas fragmentadas no que é conhecido como beta amiloide.

No entanto, as terapias focadas na eliminação de aglomerados de beta amiloide do cérebro não nos levaram tão perto de um tratamento para o Alzheimer, deixando os pesquisadores se perguntando qual papel – se houver – eles desempenham no progresso da doença.

A pesquisa em andamento continuou a colaborar para um cenário em torno da biologia que poderia ser responsável pelas placas, com pesquisadores observando sua formação e sua sede de destruição de todos os ângulos.

Um ângulo que não foi totalmente explorado é o efeito tóxico da biomineralização, ou o acúmulo de minerais como a hematita nas células cerebrais.

Preso como uma forma iônica carregada dentro da hemoglobina, o ferro é uma forma prática de transportar oxigênio pelo corpo. E poucos lugares são tão sedentos por oxigênio quanto o cérebro humano.

Uma vez liberado de seus grilhões de proteína, no entanto, o ferro mostra seu lado desagradável – a forma lábil -, gerando espécies reativas de oxigênio que causam estragos bioquímicos e destroem células.

Altos níveis de ferro lábil já foram associados a doenças neurodegenerativas como o Alzheimer. Da mesma forma, o cobre é outro mineral normalmente protegido com segurança em uma proteína, mas totalmente capaz de bagunçar nossos cérebros em uma forma lábil.

Para entender sistematicamente como esses dois metais podem estar envolvidos na demência, uma equipe de pesquisa liderada por cientistas da Universidade Keele, no Reino Unido, procurou por evidência de ferro e cobre dentro de núcleos de placa amiloide incrustados em resina doados por dois pacientes com Alzheimer.

Os raios X que a equipe de pesquisa usou para analisar as placas permitiram que eles tivessem uma ideia do tamanho e da forma dos aglomerados, ao mesmo tempo que revelaram a identidade dos minerais que eles continham.

Eles não apenas detectaram acúmulos de ferro e cobre, mas esses metais estavam em formas elementares, essencialmente formando minúsculos depósitos enterrados nas profundezas das placas amiloides. Além do mais, a equipe conseguiu revelar algumas coisas sobre a capacidade dos metais de reagir com outras substâncias.

Embora em um estado relativamente não reativo e com apenas uma fração de um micrômetro de largura, as superfícies desses “lingotes” não eram tão estáveis, apresentando o risco de reverter para formas hostis que poderiam reagir e causar danos ao neurônio circundante.

Com sinais desses estados ionizados localizados perto dos lingotes, há todos os motivos para suspeitar que eles podem estar desempenhando um papel na inflamação e até na morte das células.

Aglomerados de ferro como a magnetita mineral magnética foram encontradas anteriormente em bactérias e algumas outras espécies de animais. Eles também foram encontrados anteriormente em autópsias de tecido cerebral humano.

Mas esta é a primeira vez que alguém descobriu minúsculos pedaços de cobre em forma elementar dentro de neurônios humanos.

O que isso significa exatamente dependerá do que estudos futuros encontrarem. Mesmo que não apresente um novo caminho para o tratamento, pode apenas oferecer uma perspectiva sobre as maneiras de diagnosticar o Alzheimer ainda mais cedo ou revelar as diferentes maneiras como ele pode progredir.

Com a prevalência da doença aumentando com a expansão do envelhecimento da população mundial, entender como o Alzheimer se desenvolve está se tornando mais importante do que nunca.

Precisaremos de cada pedaço de informação que pudermos colocar em nossas mãos, não importa o quão pequeno seja.

Esta pesquisa foi publicada na Science Advances.