JAVI SANZ/ ISTOCK - Arquivo
MADRID 10 jun. (EUROPA PRESS) -
Uma equipe internacional de pesquisadores, da qual participou o Centro Nacional de Pesquisas Cardiovasculares Carlos III (CNIC), descobriu um mecanismo até então desconhecido pelo qual as mitocôndrias fornecem energia diretamente ao núcleo celular.
Publicada na revista 'Nature', a pesquisa demonstra que as mitocôndrias, as centrais energéticas da célula, se acoplam fisicamente ao centro de controle celular, o núcleo, por meio de suas principais portas de entrada: os complexos de poros nucleares, pequenos orifícios ou poros, que permitem um transporte altamente seletivo de ácidos nucleicos e proteínas para dentro e para fora do núcleo celular.
De acordo com o estudo, essa conexão cria um sistema altamente eficiente para fornecer energia e metabólitos diretamente ao núcleo. Assim, o sistema funciona como um cabo elétrico exclusivo que se conecta diretamente ao centro de controle. As descobertas questionam a visão tradicional de que os produtos gerados pelas mitocôndrias, como o ATP, se difundem livremente pelo citoplasma antes de atingir o núcleo.
Os autores lembram que as mitocôndrias e o núcleo mantêm uma estreita relação funcional. O núcleo fornece as proteínas necessárias para o funcionamento mitocondrial, enquanto as mitocôndrias fornecem a energia e os metabólitos essenciais para as atividades celulares. Até agora, supunha-se que esses produtos chegavam ao núcleo por difusão passiva. O novo estudo revela que ambas as organelas desenvolveram um mecanismo muito mais eficiente.
Por meio de microscopia avançada, proteômica, engenharia genética e modelos experimentais, os pesquisadores descobriram que as mitocôndrias se ligam fisicamente aos complexos do poro nuclear graças a uma interação entre a proteína mitocondrial VDAC1 e a proteína do poro nuclear RANBP2. Esse contato permite a transferência direta de moléculas ricas em energia para o núcleo, facilitando processos fundamentais como a regulação gênica, a remodelação da cromatina, a transcrição e a diferenciação celular.
Os autores destacam que a precisão dessa conexão é “surpreendente”. Quando os pesquisadores afastaram as mitocôndrias a apenas 500 nanômetros do núcleo, uma distância milhares de vezes menor que a espessura de um fio de cabelo humano, o suprimento energético nuclear foi reduzido praticamente a zero. “Desconectar o cabo equivale a apagar as luzes”, acrescentam.
Para analisar a importância biológica dessa conexão, a equipe gerou modelos celulares e experimentais nos quais a interação entre mitocôndrias e poros nucleares estava alterada, sem afetar a capacidade das mitocôndrias de produzir energia.
As consequências foram “drásticas”, observam. As células que não possuíam essas conexões não conseguiam se diferenciar corretamente em cardiomiócitos, as células responsáveis pela contração cardíaca. Da mesma forma, os embriões de camundongos portadores de mutações que impediam essa interação morriam antes do nascimento e apresentavam graves alterações no desenvolvimento do coração e do sistema nervoso.
“Acredito que esta seja uma descoberta importante não apenas para o coração, mas para todos os tipos de células eucarióticas. Comprovamos que esses contatos estão presentes em todos os tipos celulares que analisamos”, indicou Hesham A. Sadek, diretor do Sarver Heart Center da Universidade do Arizona e chefe de grupo no Centro Nacional de Investigações Cardiovasculares Carlos III (CNIC).
“As possibilidades de pesquisa que se abrem a partir desses resultados são enormes. Praticamente qualquer área que estude a fisiopatologia humana pode aplicar nossas descobertas e analisar como elas intervêm em seus modelos de estudo”, acrescentou o pesquisador.
Por sua vez, Ivan Menendez-Montes, professor adjunto da Universidade do Arizona, afirma que foi um resultado “surpreendente e fascinante”. “Começamos este projeto tentando compreender como os oxidantes mitocondriais, conhecidos como ROS, atingiam o DNA do núcleo e limitavam a capacidade inata do coração de se reparar. O que descobrimos foi muito mais importante. Vimos que as mitocôndrias e o núcleo coordenaram seu funcionamento a tal ponto que desenvolveram um sistema pelo qual o núcleo dispõe de um serviço exclusivo de fornecimento de energia”, explicou.
IMPLICAÇÕES NA MEDICINA REGENERATIVA E NO CÂNCER
O estudo é o resultado de oito anos de pesquisa colaborativa na qual participaram 38 cientistas de mais de dez instituições internacionais. Além de Hesham Sadek, participaram do trabalho os pesquisadores do CNIC José Antonio Enríquez, Miguel Torres, Jesús Vázquez, Fátima Sánchez-Cabo, Consuelo Marín-Vicente, Manuel José Gómez e Enrique Calvo.
Os resultados estabelecem um novo paradigma na biologia celular ao demonstrar que o núcleo não se abastece apenas por difusão passiva, mas recebe energia por meio de interações físicas diretas com as mitocôndrias. Os pesquisadores consideram que compreender como esses contatos são regulados poderia ter implicações importantes para a biologia do desenvolvimento, a medicina regenerativa, as doenças cardiovasculares, o câncer e o envelhecimento.
Em suma, os autores apontam que uma conexão pequena demais para ser observada a olho nu pode ajudar a explicar como o coração se forma, como certas doenças se desenvolvem e como nossas células envelhecem. “Aprender a controlar esse mecanismo poderia abrir as portas para novas estratégias terapêuticas”, concluem.
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