Antes de ser retirada, uma parte da A-beta fica no interior da membrana on de a APP se ligou, entre suas porções interna e externa. Como as membranas são compostas por lipídios hidrofóbicos, a região da proteína que atravessa a membrana contém aminoácidos hidrofóbicos. Quando a A-beta é arrancada da APP pelas beta e gama-secretases e é liberada no ambiente aquoso fora da membrana, as áreas hidrofóbicas de diferentes moléculas A-beta unem-se umas às outras, formando pequenos blocos solúveis. No início dos anos 1990, Peter T.Lansbury Jr., hoje na Escola Médica de Harvard, mostrou que, em um tubo de ensaio, em concentrações altas, as moléculas A-beta podem se unir na forma de estruturas fibrosas similares às encontradas nas placas da doença de Alzheimer. Tanto as formações solúveis quanto as fibras de A-beta são tóxicas aos neurônios cultivados em laboratório, e as primeiras podem interferir em processo de aprendizado e memória em camundogons.
Essas descobertas apoiam a hipótese da cascata amiloide, mas a evidência mais forte veio do estudo de famílias com alto risco de desenvolver Alzheimer, com mutações genéticas raras que as predestinam à doença precocemente - antes dos 60 anos. Em 1995, Peter St.George-Hyslop e seus colegas da Universidade de Toronto identificaram mutações em dois genes relacionados, batizados de presenilina 1 e 2, causadoes das formas mais precoces e agressivas de Alzheimer, aparecendo tipicamente na faixa dos 30 ou 40 anos de idade. Tais mutações aumentam a proporção de A-beta propensa a se aglomerar. Hoje se sabe que as proteínas codificadas pelos genes presenilina são parte da enzima gama-secretase.
Dessa forma, dos três genes reconhecidos como causadores da forma precoce da doença de Alzheimer, um codifica o precursor da A-beta e os outros dois especificam componentes de uma enzima protease que ajudam a produzir o peptídeo maligno. Além disso, cientistas descobriram que pessoas portadoras de certa variação no gene que codifica a apolipoproteina E - que ajuda a agrupar os peptídeos A-beta em conglomerados e filamentos - têm risco elevado de desenvolver Alzheimer posteriormente. Diversos fatores genéticos provavelmente tenham papel no princípio da doença, cada qual dando uma pequena contribuição, e estudos em camundongos indicam que fatores ambientais alteram o risco da enfermidade; já exercícios podem reduzi-lo.
Os cientistas ainda não descobriram como os blocos solúveis e os filamentos insolúveis de A-beta rompem e destroem neurônios. Acredita-se que conglomerados de A-beta no exterior de um neurônio podem iniciar uma cascata de eventos que inclui a alteração das proteínas tau no interior da célula. Em particular, os conglomerados A-beta chegam até a modificar a atividade celular de enzimas quinases, que instalam fosfatos nas proteínas. As quinases afetadas adicionam fosfato em excesso à tau, alterando as propriedades químicas das proteínas e fazendo com que formem filamentos espiralados. As tau modificadas, de algum modo, destroem o neurônio, talvez rompendo os microtúbulos que transportam proteínas através dos axônios e dendritos. Mutações no gene da tau geram filamentos na proteína e causam outras doenças neurodegenerativas. Assim, a formação de filamentos de tau é aparentemente um evento mais geral que leva à morte neuronal, enquanto a A-beta é um promotor específico da doença de Alzheimer.
Dado o papel crítico da A-beta no processo da doença, as proteases que produzem esse peptídeo são alvos certos de drogas potenciais para inibir sua atividade. Inibidores de protease provaram-se muito eficientes no tramento de doenças como aids e hipertensão. O primeiro passo na formação da A-beta é dado pela beta-secretase, que rompre a maior parte da APP imediatamente externa à membrana celular. Em 1999, cinco diferentes grupos de pesquisa descobriram essa enzima, particularmente abundante nos neurônios cerebrais. Embora a beta-secrease esteja aderida à membrana, ela se parece muito com um conjunto de proteases encontrado em ambientes aquosos dentro e fora de células. Membros desse conjunto usam ácido aspártico, um tipo de aminoácido, para catalisar a reação de quebra de proteína. Todas as proteases usam água para quebrar suas respectivas proteínas, e enzimas da família aspartil-protease empregam um par do ácido para ativar a molécula da água para esse fim.
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