Melhorar a reciclagem celular pode beneficiar pacientes com condições neurodegenerativas

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Melhorar a reciclagem celular pode beneficiar pacientes com
condições neurodegenerativas
Partes não funcionais da célula, como os peroxissomos danificados (foto em amarelo) não são
recicladas adequadamente. Na direita está uma imagem do laboratório Kim-Bandsma mostrando células
com reciclagem interrompida, e à esquerda há uma célula com reciclagem funcional.
Pela primeira vez, uma equipe de pesquisa do Hospital para Crianças Doentes (SickKids) descobriu uma
maneira de reduzir potencialmente a quantidade de resíduos celulares tóxicos que se acumulam em
pacientes com transtorno do espectro Zellweger (ZSD).
O ZSD é um grupo de condições genéticas raras e neurodegenerativas causadas por variações
genéticas que reduzem o número de peroxissomos – as partes das células responsáveis por, entre
outras tarefas, quebrar as gorduras. ZSD varia em gravidade e é caracterizada por neurodegeneração
progressiva, bem como sintomas que variam de deficiências visuais, como catarata, a disfunção
hepática e renal.
Como todos os seres vivos, as estruturas celulares se decompõem com o tempo e devem ser recicladas.
Nas células, esse processo de reciclagem é chamado de autofagia. A autofagia em pessoas com ZSD é
afetada pela falta de peroxissomos de trabalho que, em última análise, causam danos a outras partes da
célula, resultando em um acúmulo de resíduos celulares tóxicos que podem ser fatais. Até agora, a
conexão entre a perda de peroxissoma e a interrupção no processo de reciclagem no ZSD era
desconhecida.
Em um estudo publicado na Nature Communications, pesquisadores liderados pelo Dr. Peter Kim,
cientista sênior do programa de Biologia Celular da SickKids, e Dr. Robert Bandsma, um cientista do
programa de Medicina Translacional, descobriu que, ao aumentar geneticamente e farmacêuticamente a
https://www.sickkids.ca/en/staff/k/peter-kim/
https://www.sickkids.ca/en/research/research-programs/cell-biology/
https://www.sickkids.ca/en/staff/b/robert-bandsma/
https://www.sickkids.ca/en/research/research-programs/translational-medicine/
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capacidade de uma célula de reciclar seus próprios componentes, é possível limpar o material celular
danificado, fornecendo um novo alvo terapêutico para o tratamento do ZSD.
Olhando de perto para a reciclagem celular
Existem mais de uma dúzia de caminhos conhecidos que reciclam componentes específicos danificados
ou irrelevantes em uma célula. Uma dessas vias é a pexofagia que recicla seletivamente os
peroxissomos.
Uma pesquisa anterior da equipe Kim-Bandsma descobriu que a variação genética mais comum que
causa ZSD aumenta significativamente a pexofagia, fazendo com que os peroxissomos saudáveis sejam
reciclados ao lado dos não saudáveis. No novo estudo, Dr. Kyla Germain, ex-aluna de pós-graduação
nos laboratórios de Kim e Bandsma, descobriu que esse aumento na pexofagia também pode impedir
que as células desdizem outros resíduos celulares.
“Nosso trabalho demonstra pela primeira vez que diferentes vias de reciclagem de celulares podem
influenciar umas às outras”, explica Germain. “O sistema de reciclagem de uma célula tem uma
capacidade máxima de carga – um limite autofágico. Quando esse limite for excedido, os resíduos
celulares tóxicos se acumularão.
Depois de localizar essa conexão entre diferentes vias de reciclagem, os pesquisadores descobriram
que poderiam otimizar o processo geral de reciclagem, aumentando o limite autofágico. Ao fazê-lo, eles
observaram a melhor eliminação dos resíduos celulares, o que abre novos caminhos para tratar o ZSD.
“Esses resultados são empolgantes, pois mostram que, através da compreensão de um processo
fundamental que ocorre em todas as nossas células, podemos potencialmente desenvolver tratamentos
novos e melhores para uma condição muito séria”, diz Bandsma, que também é médico da equipe da
Divisão de Gastroenterologia, Hepatologia e Nutrição da SickKids.
Informando os cuidados além do ZSD
A equipa de investigação espera que os resultados deste estudo possam informar a investigação em
outras condições neurodegenerativas associadas a alterações na autofagia, como a doença de
Huntington e a doença de Parkinson.
“Identificamos que os agregados de proteínas envolvidos na doença de Huntington e na doença de
Parkinson também podem prevenir a rotatividade de peroxissomos danificados, o que significa que os
cientistas podem ser capazes de atingir esses componentes em pacientes fora do campo do ZSD”, diz
Kim.
O próximo passo da equipe Kim-Bandsma é levar esta pesquisa em modelos ZSD pré-clínicos para
testar várias terapias que poderiam aumentar a autofagia ou inibir a pexofagia. Esses estudos serão
feitos usando a experiência na instalação principal do SPARC Drug Discovery em SickKids.
Este trabalho foi apoiado pelos Institutos de Pesquisa em Saúde do Canadá (CIHR), pela Ontario
Graduate Scholarship, pelo Hayden Hantho Award e pelo Fundo de Pesquisa Pediátrica Hilda e William
Courtney Clayton.
https://www.sickkids.ca/en/news/archive/2023/automation-and-innovation-at-sickkids-sparc-dd-core-facility-sparks-research-into-new-therapies/
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