Saúde

Ter como alvo uma enzima pode tratar câncer, diabetes e obesidade


A descoberta das acrobacias moleculares de uma enzima celular essencial pode levar a novos tratamentos para câncer e doenças metabólicas, como obesidade e diabetes.

A enzima celular é chamada PI3KC2A e, embora os cientistas soubessem que controlava muitas funções celulares cruciais, eles continuavam inseguros quanto aos mecanismos estruturais detalhados.

Uma coisa que eles sabiam era que a enzima controla o que ocorre nas membranas celulares quando recebem sinais externos.

Eles também sabiam que ele controla como os sinais afetam os processos vitais dentro da célula.

Esses processos regulam, entre outras coisas, como as células crescem, se dividem e se diferenciam.

Agora, um novo artigo publicado na revista Célula Molecular descreve pela primeira vez como a enzima celular muda de um estado inativo dentro da célula para um estado ativo na membrana celular.

Os pesquisadores, do Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) em Berlim, Alemanha, juntamente com colegas da Universidade de Genebra, na Suíça, estão investigando o PI3KC2A há algum tempo.

Seu novo trabalho revela fatos previamente desconhecidos sobre um mecanismo celular crucial chamado “captação de receptores”. As interrupções dos processos que envolvem esse mecanismo estão implicadas em doenças como câncer, diabetes e outros distúrbios metabólicos.

Um dos principais autores do estudo, o Prof. Volker Haucke, do FMP, diz que suas descobertas “podem fornecer um alvo direto para as terapias”.

As membranas celulares fazem muito mais do que manter o conteúdo celular unido. Se isso foi tudo o que fizeram, não seriam mais que peles inertes; mas uma análise mais detalhada revela que são sistemas dinâmicos que controlam firmemente a passagem de produtos químicos dentro e fora da célula.

A estrutura de uma membrana celular foi descrita como um “mar de lipídios” contendo aglomerados flutuantes de proteínas que controlam a “permeabilidade seletiva” da membrana.

Os lipídios, que são moléculas semelhantes à gordura, também são ativos no processo de permeabilidade. Eles funcionam como “interruptores moleculares” para cascatas de sinais químicos que são ativados dentro das células. Muitas dessas cascatas controlam funções essenciais, como crescimento, divisão e diferenciação celular.

Enzimas como PI3KC2A têm um papel a desempenhar na produção de lipídios que atuam como comutadores moleculares. Portanto, encontrar maneiras de direcioná-los pode levar a medicamentos que podem intervir nesses processos.

A diferenciação celular, por exemplo, é crucial para a formação de novos vasos sanguíneos, ou angiogênese, que é um passo fundamental no crescimento do tumor.

Em trabalhos anteriores, os cientistas já haviam descoberto muito sobre a biologia estrutural e celular dos processos envolvendo PI3KC2A, incluindo seu papel na captação de receptores.

Eles haviam estabelecido, por exemplo, que ligantes, ou sinais químicos externos, de fora da célula estimulam a enzima ligando-se a proteínas da superfície chamadas receptores. Tais ligantes incluem insulina e fatores de crescimento que desencadeiam cascatas de sinalização no interior das células.

Uma vez ativado, o PI3KC2A permite um processo chamado endocitose, no qual saquinhos ou vesículas transportam os “receptores ligados ao ligante” para o interior da célula.

Uma vez dentro da célula, os receptores ligados ao ligante acionam as cascatas de sinalização que controlam funções cruciais da célula.

O novo estudo é significativo porque revela as alterações detalhadas que o PI3KC2A sofre em cada etapa deste processo.

Haucke explica que uma das coisas que eles descobriram é que, quando a enzima celular, ou quinase, fica inativa e repousa dentro da célula, ela aparece “enrolada, como se tivesse envolvido seus ‘braços’ em volta de si mesma”.

Ele e seus colegas também descobriram que a enzima só se torna ativa quando dois componentes da membrana celular estão no mesmo lugar ao mesmo tempo.

“Quando isso acontece”, diz ele, “a quinase desdobra seus ‘braços’ e cada ‘braço’ se liga a um dos dois componentes”.

Alguns segundos depois disso, o processo será iniciado. A enzima começa a produzir muitas moléculas de sinalização lipídica que acionam “captação de receptores de sinalização ativados” no interior da célula. Por sua vez, eles desencadeiam as cascatas que regulam o crescimento, a divisão e a diferenciação celular.

A equipe agora planeja identificar moléculas candidatas para que os desenvolvedores de medicamentos levem mais longe.

Pela primeira vez, identificamos um mecanismo que pode eventualmente nos permitir alterar a atividade da lipídios quinase PI3KC2A. ”

Volker Haucke



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