ESTUDOS DAS PROPRIEDADES DE ANTI-FIBRILAÇÃO DO GRAFENO E SEUS
IMPACTOS NA PROFILAXIA DE DOENÇAS NEURODEGENERATIVAS
Beta-amiloide. Grafeno. Interações.
A Doença de Alzheimer (DA) é uma das principais doenças neurodegenerativas,
caracterizada pela perda progressiva das funções cognitivas e associada, entre outros
fatores, à agregação anormal da proteína beta-amiloide, em especial o fragmento
Aβ42. A fibrilação desse peptídeo resulta na formação de oligômeros e fibrilas
altamente neurotóxicos, desempenhando papel central na patogênese da doença.
Nesse contexto, a busca por estratégias capazes de modular ou inibir esse processo
tem despertado crescente interesse científico, destacando-se o uso de nanomateriais
à base de carbono, como o grafeno e seus derivados, devido às suas propriedades
físico-químicas relevantes. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo
investigar as propriedades antifibrilação das nanofolhas de grafeno reduzidas (NGsr)
e elucidar, em nível molecular, os mecanismos envolvidos na interação entre esse
nanomaterial e a proteína Aβ42. Inicialmente, o óxido de grafeno (OG) foi sintetizado
a partir do grafite pelo método de Hummers modificado, seguido de sua redução
química juntamente com ultrassonicação para obtenção das NGsr. Os materiais
obtidos foram caracterizados por difração de raios X (DRX), espectroscopia no
infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman,
espectroscopia UV-Vis, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia
eletrônica de transmissão (MET), confirmando a oxidação do grafite, a redução do OG
e a formação de nanofolhas com características estruturais compatíveis com a
literatura. A interação entre as NGsr e a proteína Aβ42 foi investigada por técnicas
espectroscópicas de fluorescência em diferentes temperaturas e absorção UV-Vis,
permitindo a determinação das constantes de Stern-Volmer, constante de ligação e
parâmetros termodinâmicos do processo. Os resultados indicaram um mecanismo de
supressão predominantemente estático, com valores de energia livre de Gibbs
negativos, evidenciando que a interação ocorre de forma espontânea. A análise
termodinâmica revelou que o processo é governado principalmente por interações
hidrofóbicas. Complementarmente, estudos de ancoragem molecular foram realizados
com o objetivo de compreender os modos de reconhecimento molecular entre a Aβ42
e as NGsr. A simulação foi realizada na região C-terminal do peptídeo, região
responsável pelo o aumento da toxidade e estabilidade das fibrilas, envolvendo
resíduos hidrofóbicos críticos para o processo de agregação, como Leu34, Met35,
Gly37, Gly38, Ile41 e Ala42. A convergência entre os dados experimentais e
computacionais reforçam que as NGsr atuam estabilizando conformações não
fibrilares da Aβ42, interferindo nos estágios iniciais da autoagregação. De modo geral,
os resultados obtidos demonstram que as NGsr apresentam elevado potencial como
moduladores da fibrilação da proteína Aβ42, fornecendo uma base molecular
consistente para o desenvolvimento de novas estratégias no tratamento terapêutico
no contexto das doenças neurodegenerativas.