Trabalho de pesquisadores do Redoxoma foi publicado na Scientific Reports

Pesquisadores do CEPID Redoxoma liderados pela professora Marisa H.G. de Medeiros, do Instituto de Química da USP, elucidaram a estrutura de um composto resultante da reação entre a carnosina e o aldeído β–insaturado acroleína e desenvolveram um método de alta sensibilidade para detecção e quantificação simultânea desse aduto em tecidos e em fluidos biológicos. Eles detectaram o aduto em amostras de urina humana, demonstrando que a conjugação com a carnosina é uma via importante de detoxificação de aldeídos reativos. Os resultados foram publicados esta semana na revista Scientific Reports, do grupo Nature.

“Desenvolvemos um método ultrassensível e altamente específico e detectamos concentrações bastante significativas destes produtos na urina de adultos não fumantes. Esses adutos podem ser utilizados como biomarcadores da exposição a aldeídos endógenos e exógenos, ” afirmou a pesquisadora. Os resultados do estudo apontam para um possível uso terapêutico da carnosina em patologias onde há aumento da produção de aldeídos reativos.

Aldeídos α,β –insaturados, como acroleína (ACR), malondialdeído (MDA), 4-hidroxi-2-hexenal (HHE) e 4-hidroxi-2-nonenal (HNE), são produtos secundários da peroxidação lipídica. Muitos deles são citotóxicos, produzindo danos em biomoléculas, como lipídios, proteínas e DNA. Algumas dessas lesões são consideradas possíveis vias de doenças relacionadas ao estresse oxidativo, como inflamação, doenças neurodegenerativas, doenças cardiovasculares, diabetes e câncer.

Devido a esses efeitos nocivos, os organismos vivos desenvolveram mecanismos de defesa e de detoxificação de aldeídos insaturados. As principais vias endógenas de detoxificação são a conjugação de aldeídos com glutationa (GSH) e as reações de redução ou oxidação catalisadas por álcool desidrogenase, aldo-ceto redutase e aldeído desidrogenase.

Além disso, dipeptídeos contendo histidina, como a carnosina, a homocarnosina e a anserina, são reconhecidos como agentes de detoxificação de compostos carbonílicos insaturados. Compostos de carnosina com aldeídos reativos já haviam sido caracterizados e descritos na literatura.

Segundo Medeiros, o objetivo inicial de sua pesquisa era desenvolver um método para detecção desses compostos já caracterizados, que poderiam ser biomarcadores de estresse oxidativo em modelos pesquisados no âmbito do CEPID Redoxoma, como, por exemplo, envelhecimento e esclerose lateral amiotrófica (ELA). Mas, ao analisarem o aduto carnosina-acroleína por ressonância magnética nuclear (RMN), descobriram que o produto que tinham era diferente daquele que havia sido descrito anteriormente e, com isso, acabaram caracterizando um produto inédito.

Em seguida, os pesquisadores detectaram e quantificaram o aduto em amostras de urina humana utilizando uma metodologia desenvolvida e validada pelo grupo, baseada em cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas tipo “Ion Trap”. Nas amostras analisadas, o aduto 3-metilpiridíneo carnosina foi encontrado em concentrações de 1,82 ± 0,68 nmol/mg, sendo o mais abundante metabólito de acroleína na urina.

Carnosina

Suplementos de carnosina ou de β-alanina são oferecidos no mercado com indicação para melhorar a performance na prática de exercícios físicos e como antioxidantes.

A carnosina é um dipeptídeo composto por β-alanina e histidina e foi descoberta em 1900 pelo cientista russo Gulewitsch, em amostras de carne.

“Ela é encontrada em altas concentrações no cérebro e nos músculos, mas até hoje não se sabe exatamente qual é sua função fisiológica”, explicou a pesquisadora. A carnosina é obtida na alimentação, principalmente com o consumo de carnes. No organismo, ela é decomposta em β-alanina e histidina e sintetizada novamente nos tecidos que possuem a enzima carnosina sintase.

O fato de ainda não se atribuir uma função específica à carnosina leva à seguinte questão: por que um complexo sistema molecular, que consome muita energia, teria evoluído para sintetizar, modular, transportar e degradar a carnosina e seus derivados no organismo?

Há mais de um século, cientistas tentam responder essa questão, investigando as possíveis funções biológicas da carnosina. Na literatura, a cada dia surgem novas propostas, mas ainda faltam resultados inequívocos.

Seu papel como tampão celular é amplamente aceito. Vários trabalhos propõem que, nos músculos, a função de altas concentrações de carnosina seria manter o pH citosólico e a força de contração, melhorando o desempenho e diminuindo o estresse pós-treino.

Outros papéis fisiológicos vêm sendo descritos na literatura, como sua atividade anticonvulsivante e um possível efeito neuroprotetor. No entanto, não há estudos significativos em humanos mostrando a correlação entre a suplementação com carnosina e seus efeitos no sistema nervoso central.

Também se propõe que ela tenha capacidade anti-senescente, com base em dados de uma pesquisa segundo a qual a carnosina aumentou o tempo de vida de linhagens celulares. Seu papel antioxidante seria devido à capacidade de sequestrar metais, inibindo as reações de radicais livres.

Entre os usos terapêuticos, há propostas para tratamento de úlcera gástrica, de catarata e de glaucoma.

Mas a função mais importante da carnosina talvez seja a de agente de detoxificação de aldeídos α,β–insaturados, que estão relacionados a diversas patologias.

Estudos propõem que a conjugação com a carnosina seja um mecanismo para prevenção, inibição e reversão da formação de produtos finais da glicação avançada (AGEs, em inglês) e da lipo-oxidação avançada (ALEs, em inglês). AGEs e ALEs são gerados por aldeídos reativos e estão relacionados à progressão de várias doenças.

A carnosina também pode ser eficaz para combater a dor crônica, associada ao acúmulo de aldeídos.

Para Medeiros, o método de detecção e quantificação do aduto carnosina-acroleína é uma ferramenta importante para identificar o aumento da produção e o acúmulo de aldeídos reativos e desvendar o papel da carnosina na detoxificação desses aldeídos, possibilitando o desenvolvimento de estratégias terapêuticas.

O artigo Structural Elucidation of a Carnosine-Acrolein Adduct and its Quantification in Human Urine Samples, de Vanderson S. Bispo, Ivan P. de Arruda Campos, Paolo Di Mascio e Marisa H.G. Medeiros, pode ser lido em http://www.nature.com/articles/srep19348