Life in plastic, is it fantastic? Os impactos celulares e moleculares dos nanoplasticos

Legenda: a, Legenda: Nanoplásticos aniônicos trafegam com fibrilas de α-sinucleína ao longo de projeções retrógradas e se acumulam nos corpos neuronais. (A) Representação de camundongos machos (~P90) (não transgênicos) injetados unilateralmente no estriado dorsal com 15 μg de nanoplásticos conjugados com FITC, ou 4,5 μg de fibrilas de α-sinucleína humana marcadas com Alexa Fluor 647, ou a injeção dessas partículas em conjunto. As projeções anterógradas a partir do local de injeção incluem o globo pálido (GPe) e a substância negra pars reticulata (SNr), enquanto os alvos das projeções retrógradas incluem a amígdala, o córtex motor, o tálamo e a substância negra pars compacta (SNpc). (B) Microscopia lightsheet representativa do cérebro de camundongos, analisada 3 dias após as injeções, com injeção de fibrilas de α-sinucleína (vermelho), nanoplásticos (verde) ou co-injeção das partículas. As camadas do córtex (Ctx), corpo caloso (WM) e estriado dorsal (dStr) estão indicadas.
Creditos da imagem: Zhiyong Liu et al, 2023.

O estudo publicado na Science Advances em 15 de novembro de 2023, por uma equipe da Universidade de Duke, oferece uma análise detalhada sobre a possível ligação entre a poluição por nanoplásticos e o desenvolvimento da Doença de Parkinson (DP). Esta pesquisa inovadora é particularmente relevante à medida que o mundo enfrenta níveis crescentes de poluição plástica, grande parte da qual se degrada em nanoplásticos — partículas minúsculas que podem se infiltrar em diversos sistemas ambientais e biológicos.
Principais Descobertas e Mecanismos
A pesquisa concentra-se na interação entre nanoplásticos aniônicos (partículas com carga negativa) e a α-sinucleína, uma proteína conhecida por se agregar anormalmente na Doença de Parkinson. Normalmente, a α-sinucleína é uma proteína solúvel envolvida na função sináptica, mas sob condições patológicas, ela se desdobra incorretamente e se agrega em fibrilas insolúveis, formando corpos de Lewy — um dos principais marcadores da Doença de Parkinson.
O estudo revela que os nanoplásticos aniônicos promovem a agregação da α-sinucleína através de uma interação de alta afinidade com os domínios anfipáticos (hidrofílicos e hidrofóbicos) e componentes não-amiloides (NAC) da proteína. Essas interações fazem com que a proteína se aglomere mais facilmente do que ocorreria na ausência de nanoplásticos. Este processo de agregação é crucial, pois sugere que fatores ambientais, como a exposição a nanoplásticos, poderiam acelerar ou agravar os processos patológicos associados à Doença de Parkinson.
Modelos Celulares e Animais
Os pesquisadores conduziram uma série de experimentos tanto em culturas celulares quanto em modelos animais. Nos modelos celulares, observou-se que os nanoplásticos entram nos neurônios através da endocitose dependente de clatrina — um processo que as células usam para internalizar várias moléculas. Uma vez dentro dos neurônios, esses nanoplásticos causam um leve comprometimento lisossomal. Os lisossomos são organelas celulares responsáveis pela degradação de materiais residuais e detritos celulares, incluindo proteínas mal dobradas, como a α-sinucleína agregada. O comprometimento dos lisossomos, portanto, prejudica a capacidade da célula de degradar esses agregados prejudiciais, levando ao seu acúmulo.
Em modelos de camundongos, o estudo demonstrou que a exposição a nanoplásticos exacerbou a disseminação de agregados de α-sinucleína pelo cérebro, particularmente em regiões interconectadas com a substância negra, a área cerebral mais afetada na Doença de Parkinson. Essa propagação de agregados foi acompanhada por um aumento nas inclusões de α-sinucleína em neurônios dopaminérgicos, que são cruciais para o controle motor e são progressivamente perdidos na Doença de Parkinson. A propagação intensificada da patologia da α-sinucleína devido aos nanoplásticos indica que esses poluentes podem desempenhar um papel significativo na progressão de doenças neurodegenerativas.
Implicações e Direções Futuras
Este estudo é um dos primeiros a sugerir uma ligação direta entre a poluição por nanoplásticos e um grande distúrbio neurodegenerativo. As descobertas levantam preocupações sobre o impacto a longo prazo da exposição ambiental aos nanoplásticos na saúde humana, especialmente em áreas urbanas e industriais, onde essa poluição é mais prevalente.
As implicações dessa pesquisa são profundas. Ela sugere que a redução da poluição por nanoplásticos poderia ser uma estratégia potencial para mitigar o risco de Doença de Parkinson e possivelmente de outras condições neurodegenerativas caracterizadas pela agregação de proteínas, como a Doença de Alzheimer. Pesquisas futuras poderiam se concentrar em entender os tipos específicos e fontes de nanoplásticos mais associados ao risco neurodegenerativo, além de explorar intervenções potenciais para combater seus efeitos prejudiciais.
Além disso, este estudo abre caminho para explorar outros poluentes ambientais que possam influenciar de maneira semelhante os processos de doenças neurodegenerativas. Compreender essas conexões poderia levar ao desenvolvimento de novas políticas de saúde pública e estratégias terapêuticas visando reduzir a incidencia da Doença de Parkinson.

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adi8716