Sob tensão: desvendando a resposta celular ao estresse físico

São PauloCientistas da Universidade de Genebra, em colaboração com o Institut de Biologie Structurale de Grenoble e a Universidade de Friburgo, avançaram na compreensão de como as células lidam com o estresse físico. Utilizando criomicroscopia eletrônica, eles estudaram o comportamento de lipídios e proteínas na membrana celular sob estresse mecânico. Esta pesquisa ajuda a explicar como pequenas regiões da membrana podem organizar diferentes lipídios para desencadear respostas específicas nas células.

O estudo aborda dois principais componentes:

• Microdomínios de membrana
• Estrutura proteica do eisossomo

Membranas celulares são essenciais para manter as células intactas e funcionando adequadamente. Até recentemente, não entendíamos completamente como isso ocorria. Este estudo esclarece o assunto. A membrana plasmática atua como uma barreira, mas também precisa ser flexível. Essa flexibilidade decorre dos lipídios e proteínas na membrana. A disposição desses componentes muda conforme o ambiente externo, ajudando a equilibrar a tensão e a flexibilidade da membrana.

Pequenas áreas nas membranas celulares, chamadas microdomínios, contêm lipídios e proteínas específicas. Essas regiões são cruciais para detectar mudanças nas propriedades físicas da membrana celular. Uma equipe de pesquisa liderada por Robbie Loewith da Universidade de Genebra (UNIGE) utilizou a crio-microscopia eletrônica para estudar essas interações detalhadamente. Esta técnica envolve congelar as amostras a -200°C, mantendo as membranas em seu estado natural para um exame minucioso.

O estudo utilizou levedura de padeiro (Saccharomyces cerevisiae) devido à sua fácil manipulação, possibilidade de modificação genética e semelhança com muitos processos celulares de organismos superiores. A pesquisa focou em uma parte específica da membrana celular apoiada por uma camada proteica chamada eisossomos.

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Os eisossomos ajudam as células a lidar com danos em suas membranas. A equipe conseguiu purificar e estudar eisossomos junto com seus lipídios de membrana naturais. Isso representa um importante avanço para entender o funcionamento dessas estruturas.

Cientistas descobriram que, quando as células estão sob estresse mecânico, a disposição dos lipídios em certas áreas se altera. Quando uma estrutura proteica chamada eisosoma se estende, os lipídios se reorganizam, possivelmente liberando moléculas sinalizadoras que ajudam a célula a se adaptar ao estresse. Esse processo esclarece como as células transformam o estresse físico em sinais químicos através da interação entre proteínas e lipídios.

Estas descobertas são de suma importância. Entender como as células percebem e reagem ao estresse mecânico pode nos ajudar a desenvolver novos métodos para melhorar a sobrevivência e a função celular. Isso pode ser essencial para a pesquisa médica e para a criação de tratamentos para doenças relacionadas à forma como as células lidam com o estresse.

Este estudo apresenta novas formas de analisar a organização das membranas. As proteínas e os lipídios se movimentam dentro das membranas para formar áreas menores. Essas áreas desempenham um papel crucial na realização de tarefas bioquímicas específicas pelas células, especialmente na ativação de vias de comunicação durante situações de estresse.