Sobre a dependência do pH do polimorfismo amiloide da α-sinucleína e o papel da nucleação secundária na propagação amiloide baseada em sementes

A agregação da proteína α-sinucleína está intimamente associada a vários distúrbios neurodegenerativos e, como tal, as estruturas dos agregados de fibrilas amiloides têm alta importância científica e médica. No entanto, existem dezenas de estruturas únicas em resolução atômica desses agregados, e essa natureza altamente polimórfica das fibrilas de α-sinucleína dificulta os esforços em estudos in vitro relevantes para a doença sobre a agregação amiloide da α-sinucleína. Para entender melhor os fatores que afetam a seleção de polimorfos, estudamos as estruturas das fibrilas de α-sinucleína in vitro em função do pH e do tampão, utilizando reconstrução helicoidal por cryo-EM. Descobrimos que na faixa fisiológica de pH 5,8–7,4, ocorre uma seleção dependente de pH entre polimorfos do Tipo 1, 2 e 3. Nossos resultados indicam que mesmo na presença de sementes, a seleção de polimorfos durante a agregação é altamente dependente das condições do tampão, atribuída à natureza não específica de polimorfos da nucleação secundária. Também descobrimos dois novos polimorfos que ocorrem a pH 7,0 em solução salina tamponada com fosfato. O primeiro é uma fibrila monofilamento do Tipo 1 que se assemelha muito à estrutura do polimorfo de sinucleinopatia de início juvenil encontrado em material derivado de pacientes. O segundo é um novo polimorfo do Tipo 5 que se assemelha a um polimorfo que foi recentemente relatado em um estudo que usou tecidos doentes para iniciar a agregação. Em conjunto, nossos resultados destacam a superfície de energia amiloide rasa que pode ser alterada por mudanças sutis no ambiente, incluindo o pH, que mostra desempenhar um papel importante na seleção de polimorfos e, em muitos casos, parece ser o fator determinante na agregação semeadora. Os resultados também sugerem a possibilidade de produzir estruturas relevantes para doenças in vitro.