Recentemente, pesquisadores do EMBL - European Molecular Biology Laboratory, Heidelberg divulgaram um estudo transformador na revista Nature Structural and Molecular Biology, revelando que as bactérias que habitam nosso intestino podem influenciar alterações moleculares profundas em um dos nossos órgãos mais vitais: o cérebro. Esta pesquisa é pioneira ao demonstrar como as bactérias intestinais afetam a modificação de proteínas no cérebro por carboidratos, um processo conhecido como glicosilação.
O Que É Glicosilação?
A glicosilação envolve a adição de cadeias de açúcar às proteínas, modificando suas funções e impactando processos celulares como adesão, mobilidade e comunicação. Essa modificação pode influenciar a patogênese de várias doenças, incluindo câncer e distúrbios neuronais. Apesar de sua importância, estudar a glicosilação sempre foi desafiador devido à dificuldade em concentrar proteínas glicosiladas suficientes para análise.
Avanços Metodológicos
Os cientistas superaram esses desafios desenvolvendo um novo método, denominado DQGlyco, que utiliza materiais de laboratório de baixo custo, como esferas de sílica funcionalizadas, para enriquecer seletivamente proteínas glicosiladas de amostras biológicas. Esse método além de simplificar o processo, aumenta significativamente a escala e a resolução dos estudos, permitindo a identificação de mais de 150.000 formas glicosiladas de proteínas em tecido cerebral de camundongos, um aumento de mais de 25 vezes em comparação com estudos anteriores.
Conexões Entre o Intestino e o Cérebro
Utilizando a precisão e o poder do método DQGlyco, os pesquisadores exploraram como o microbioma intestinal afeta a glicosilação no cérebro. Eles descobriram que camundongos colonizados com diferentes bactérias intestinais exibiam padrões distintos de glicosilação cerebral em comparação com camundongos criados em um ambiente estéril sem micróbios. As mudanças nos padrões de glicosilação foram notadamente observadas em proteínas essenciais para funções neurais, como processamento cognitivo e crescimento axonal.
Aplicações Futuras e Colaborações
Os conjuntos de dados da pesquisa estão disponíveis publicamente através de um aplicativo dedicado, permitindo que outros pesquisadores explorem essas informações. Além disso, estão sendo utilizadas abordagens de aprendizado de máquina, como o AlphaFold, para prever a variabilidade dos locais de glicosilação entre espécies, o que poderia ser extremamente útil para estudos em diferentes organismos.
Este estudo abre novas aprendizagens sobre os mecanismos moleculares subjacentes às interações entre microbioma e cérebro, e potencializa futuras investigações sobre como essas interações podem ser exploradas para tratar ou prevenir doenças neurológicas e outras condições relacionadas.
Referência:
European Molecular Biology Laboratory. "Bacteria, brains, and sugar: Scientists uncover new connections." ScienceDaily. ScienceDaily, 10 February 2025. <www.sciencedaily.com/releases/2025/02/250210132554.htm>.