Trata-se de um mecanismo fundamental nas células humanas, envolvido em processos tão relevantes como a secreção de insulina MADRID 3 fev. (EUROPA PRESS) -
Um estudo internacional com a participação do Instituto Biofisika do Conselho Superior de Investigação Científica (CSIC-EHU) conseguiu filmar, quase passo a passo, como as células preparam e liberam para o exterior pequenas vesículas que transportam em seu interior substâncias essenciais para o organismo.
Os pesquisadores observaram como um conjunto de sete proteínas forma um pequeno anel flexível que aproxima a vesícula da membrana celular em três movimentos sucessivos, até deixá-la praticamente colada para permitir sua fusão e liberação de seu conteúdo para o exterior. Em seguida, outra proteína desmonta rapidamente esse anel para que a célula possa iniciar o próximo envio. De acordo com o CSIC, essa descoberta, liderada pela Universidade Pompeu Fabra e publicada na revista Cell, oferece uma imagem “completamente nova e dinâmica” desse processo fundamental para a vida. Embora já se soubesse da participação dessas proteínas, até agora não havia sido observado como elas se organizam exatamente nem como mudam durante o processo. Todas as células do organismo enviam e recebem informações constantemente, e fazem isso por meio de vesículas (pequenos “pacotes” esféricos) que contêm hormônios, proteínas e outros sinais necessários para o funcionamento correto dos tecidos e órgãos. Este novo trabalho mostra que várias proteínas se unem formando um anel flexível que ajuda a aproximar essas vesículas da superfície celular para que possam liberar seu conteúdo. Embora já se soubesse da participação dessas proteínas, até agora não havia sido observado como elas se organizam exatamente nem como mudam durante o processo. “O que vimos é uma coreografia altamente precisa: o anel guia a vesícula, controla a distância até a membrana e marca o ritmo do processo. Contar com esse nível de detalhe nos ajuda a entender melhor como as células se comunicam e o que pode dar errado em diferentes doenças”, explicou o pesquisador do CSIC Daniel Castaño-Díez, membro do Instituto Biofisika.
TECNOLOGIAS DE IMAGEM AVANÇADAS Para reconstruir esse mecanismo, a equipe combinou várias tecnologias de imagem avançadas. A microscopia de super-resolução permitiu observar estruturas dentro de células vivas com um detalhe extraordinário, enquanto a criotomografia eletrônica congelou as células quase instantaneamente para preservar sua estrutura natural e obter imagens tridimensionais de altíssima resolução.
“Combinando essas novas metodologias, pudemos ver um processo celular fundamental e vital que, devido à sua curta vida útil e dinamismo, era muito difícil de capturar”, comenta Oriol Gallego, da UPF.
Além disso, a análise computacional avançada — área em que a contribuição do Instituto Biofisika, por meio da equipe composta por Raffaele Coray e Andrés Molina, foi essencial — permitiu integrar todas essas informações. Graças à combinação dessas técnicas, observou-se como sete cópias do conjunto de proteínas se montam em forma de anel ao redor da vesícula e como esse anel muda de forma à medida que a vesícula avança em direção à membrana.
O estudo revela que a aproximação da vesícula não ocorre de forma contínua, mas em três etapas sucessivas. Primeiro, o anel se forma quando a vesícula ainda está a uma certa distância; depois, o anel se expande e a vesícula se aproxima progressivamente; e, finalmente, a vesícula atinge a proximidade necessária para se fundir com a membrana e liberar seu conteúdo. Após essa fusão, o anel se desmonta para permitir que seus componentes participem de novas rodadas de comunicação celular. CHAVE DE REINÍCIO O trabalho também identifica o papel fundamental de uma proteína chamada Sec18, que atua como uma espécie de "chave de reinício". Essa molécula é necessária para desmontar o anel depois que a vesícula libera seu conteúdo. Quando a Sec18 não funciona corretamente, o anel permanece montado por muito tempo e a célula não consegue preparar novas vesículas com a mesma eficácia, o que retarda o processo de comunicação celular. Embora o estudo tenha sido realizado em leveduras, os princípios observados são muito semelhantes em organismos mais complexos, incluindo os seres humanos. O mecanismo que move e libera vesículas participa de processos tão relevantes como a secreção de insulina no pâncreas, a comunicação entre neurônios ou a liberação de substâncias que favorecem o crescimento e a expansão de tumores.
De acordo com o CSIC, compreender como funciona esse anel de proteínas e como sua desmontagem é regulada contribui para estabelecer as bases para investigar o que ocorre quando esse processo falha em doenças humanas. Juntamente com o Instituto Biofisika (CSIC-EHU), participaram desse amplo estudo os laboratórios liderados por Oriol Gallego (Universidade Pompeu Fabra), Carlo Manzo (Universidade de Vic - Universidade Central da Catalunha), Jonas Ries (Max Perutz Labs, Universidade de Viena) e Alex de Marco (New York Structural Biology Center), entre outras instituições como o EMBL Heidelberg e a Universidade de Barcelona.
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