Via do PINK1 protege células cerebrais contra danos causados pela tau associados à doença de Alzheimer

A perda da ramificação dendrítica é uma das características estruturais mais precoces e consistentes da doença de Alzheimer e das demências frontotemporais, e tem forte correlação com o declínio cognitivo. A tau, especialmente a isoforma 4R, acumula-se no compartimento somatodendrítico e promove essa simplificação. A PINK1, mais conhecida por seu papel na doença de Parkinson e no controle de qualidade mitocondrial, também está reduzida em cérebros de pacientes com Alzheimer esporádico. Trabalhos anteriores deste grupo mostraram que a PINK1 interage com a proteína contendo valosina (VCP) e promove a fosforilação do cofator p47 (NSFL1C) da VCP na serina 176. Este estudo investigou se essa via protege contra a tau.

A equipe utilizou neurônios corticais primários de camundongo provenientes de embriões C57BL/6 de E15-16, transfectados no dia 7 in vitro com um marcador fluorescente mais tau 2N4R. Os neurônios foram fixados no dia 14, e as arborizações dendríticas foram medidas por análise de Sholl cega. As construções de resgate incluíam PINK1 humana, VCP, p47, o fosfomimético p47-S176D (p47D), o p47-S176A não fosforilável (p47A) e STIP1. As estatísticas usaram ANOVA de medidas repetidas com teste post-hoc de Tukey, além de testes t e ANOVA de uma via para outras comparações.

A tau reduziu significativamente a área sob a curva de Sholl e o comprimento total somado dos dendritos. A coexpressão de PINK1 resgatou todos os parâmetros, assim como VCP e p47, embora o efeito da VCP tenha sido menos robusto. O silenciamento de p47 com siRNA eliminou a proteção da PINK1, mostrando que o p47 é necessário. De forma crucial, o p47D resgatou completamente a lesão induzida pela tau, enquanto o p47A não, de modo que a fosforilação em S176 é essencial. Em células HEK293, a PINK1 não alterou a tau fosforilada (PHF1, Ser404) nem a tau total (Tau-5), tanto nas frações solúveis quanto nas insolúveis, portanto a proteção não decorreu da eliminação da tau.

Para identificar o que atua a jusante do p47 fosforilado, os autores realizaram imunoprecipitação seguida de espectrometria de massas em células SH-SY5Y, com três réplicas biológicas por grupo. Foram identificadas 1.888 proteínas e quantificadas 1.256. Trinta e quatro foram nominalmente enriquecidas com p47A, enquanto 465 foram exclusivas do p47D. Essas proteínas exclusivas do p47D se agruparam em tradução mitocondrial e no ciclo das GTPases RHO, que regula o crescimento dendrítico. Entre 26 proteínas da via das GTPases RHO classificadas por abundância, a STIP1 foi o único candidato de destaque com anticorpo validado utilizável, e a coimunoprecipitação confirmou que significativamente mais STIP1 se liga ao p47D do que ao p47A.

Do ponto de vista funcional, o silenciamento de STIP1 eliminou os efeitos neuroprotetores tanto da PINK1 quanto do p47D, indicando que ela é necessária. A superexpressão de STIP1 isoladamente protegeu significativamente contra a simplificação dendrítica induzida pela tau, indicando que ela é suficiente. Em conjunto, esses dados definem um eixo PINK1-(fosfo)p47-STIP1 que preserva a complexidade dendrítica independentemente de mudanças na carga de tau.

As ressalvas são importantes. O trabalho foi feito em neurônios de camundongo em cultura, usando superexpressão e um fosfomimético, durante lesão subletal precoce, de modo que a agregação da tau e a morte neuronal não foram modeladas. A triagem por espectrometria de massas usou linhagens celulares humanas, e outros candidatos não foram testados porque não havia anticorpos disponíveis. Não foram incluídos dados in vivo, comportamentais ou humanos. Os achados são mecanísticos, ainda sem aplicabilidade clínica.