“Trituradores em miniatura” estão trabalhando em cada célula, desmontando e reciclando os componentes da célula que estão com defeito ou não são mais necessários. A estrutura exata desses trituradores difere de tipo de célula para tipo de célula, mostra agora um estudo da Universidade de Bonn. Por exemplo, as células cancerígenas têm uma variante especial que pode fornecê-las de forma particularmente eficaz com os blocos de construção para o seu metabolismo energético. Os resultados foram publicados online com antecedência. A versão final já foi publicada na revista “Proteômica Molecular e Celular.”
Os lisossomos são uma parte central do sistema de eliminação de resíduos da célula. As minúsculas bolhas, cercadas por uma membrana parecida com gordura, funcionam como uma fábrica de reciclagem em miniatura: elas decompõem componentes celulares defeituosos, moléculas nocivas ou proteínas que não são mais necessárias em suas partes individuais. Eles então os disponibilizam para a célula novamente. “O processo é extremamente importante”, enfatiza o Dr. Dominic Winter, do Instituto de Bioquímica e Biologia Molecular do Hospital Universitário de Bonn. “Se não funcionar corretamente, podem ocorrer doenças como Alzheimer ou Parkinson.”
Os lisossomos têm uma estrutura muito complexa. Várias centenas de proteínas são agora conhecidas por desempenhar um papel em sua função. Pode haver ainda mais: quando os lisossomos são isolados das células e sua composição é analisada com equipamentos especiais, os pesquisadores geralmente encontram mais de 5.000 proteínas celulares diferentes. “No entanto, é impossível dizer quantos deles são realmente importantes para o trabalho dos lisossomos”, diz Winter. “Eles também podem ser moléculas que estão em processo de decomposição. Outras podem estar ligadas à membrana por fora, sem realizar nenhuma tarefa. E geralmente há muitas capturas indesejadas ao isolar os lisossomos também.”
100 novas potenciais proteínas lisossômicas descobertas
Os pesquisadores desenvolveram um método que permite identificar uma grande proporção dessas moléculas não envolvidas. Das 5.000 proteínas normalmente encontradas usando métodos convencionais, restam cerca de 1.000. “Realizamos essa etapa para seis tipos de células muito diferentes, incluindo, por exemplo, células do fígado e células cancerígenas”, explica o pesquisador. “Várias centenas dessas 1.000 proteínas estavam presentes em quase todos os lisossomos – independentemente do tecido de onde se originaram. Elas incluíam cerca de 100 novas proteínas lisossômicas, além das já conhecidas. Acreditamos que é provável que elas também desempenhem um papel importante na a função dos nanotrituradores.”
O que diferia de tipo de célula para tipo de célula era a quantidade em que cada uma dessas proteínas estava presente. “Os lisossomos das células do fígado, por exemplo, estão repletos de enzimas de degradação”, diz Winter, que também é membro da Área de Pesquisa Transdisciplinar “Vida e Saúde” da Universidade de Bonn. “E isso faz sentido – uma função importante do fígado é quebrar diferentes moléculas. Em contraste, nas células cancerígenas que estudamos, os lisossomos continham muitas proteínas transportadoras”.
Os tumores requerem muita energia para seu crescimento; ao mesmo tempo, eles geralmente são mal supridos de sangue. Eles, portanto, “digerem” o tecido circundante e usam os produtos de decomposição para obter energia. A digestão ocorre nos lisossomos, que então precisam transportar as moléculas quebradas de volta para a célula – daí os muitos transportadores. Isso significa que esses nanotrituradores diferem de acordo com os requisitos do tecido em que se encontram. “Em cada um dos seis tipos de células que estudamos, os lisossomos têm uma composição proteica muito específica”, aponta Winter. “Até onde sei, somos o primeiro grupo de pesquisa capaz de mostrar isso.”
Impressão digital de proteínas fornece pistas para mecanismos de doenças
Por um lado, os resultados são particularmente interessantes para a pesquisa básica. Por outro lado, eles também lançaram uma nova luz sobre o papel dos lisossomos em certas doenças. Existem mais de 1.600 estudos em todo o mundo sobre uma ampla variedade de distúrbios que sugerem o envolvimento de proteínas lisossômicas. Por exemplo, sabe-se há algum tempo que os lisossomos de células nervosas muito específicas são alterados na doença de Parkinson. “Agora podemos pegar uma espécie de impressão digital de proteína desses lisossomos e compará-la com a de indivíduos saudáveis”, explica Winter. “Isso pode fornecer pistas de como a função do triturador celular é alterada em indivíduos afetados e por que isso causa problemas neurológicos”. A longo prazo, isso também pode ajudar a encontrar novas abordagens para drogas.
Embora o estudo tenha sido realizado no University Hospital Bonn, em última análise, também é um projeto multinacional: os três autores principais são de três países diferentes – a bolsista do DAAD, Dra. Fatema Akter, de Bangladesh, sua colega Srigayatri Ponnaiyan, da Índia, e a estudante de doutorado Sara Bonini da Itália.