Os linfócitos T citotóxicos atuam como células “assassinas” especiais do sistema imunológico, encontrando e eliminando células infectadas ou cancerosas com notável precisão. Sua função depende de um ponto de contato fortemente regulado chamado “sinapse imunológica”, onde liberam moléculas tóxicas que destroem o alvo, deixando intactas as células saudáveis circundantes. Até recentemente, os cientistas lutavam para observar detalhadamente a estrutura fina desse processo. Agora, pesquisadores da Universidade de Genebra (UNIGE) e do Hospital Universitário de Lausanne (CHUV) conseguiram visualizar esses processos em três dimensões sob condições quase nativas. Suas descobertas, publicadas Relatório de célulaLançar uma nova luz sobre como a organização interna das células T citotóxicas apoia a sua função e pode avançar a investigação em imuno-oncologia.
Quando o corpo encontra infecção ou câncer, os linfócitos T citotóxicos ligam-se firmemente aos seus alvos e formam sinapses imunológicas. Através desta interface especial, eles liberam toxinas que destroem células nocivas. Esta abordagem direcionada permite que o sistema imunológico elimine ameaças de forma eficiente, ao mesmo tempo que minimiza os danos colaterais aos tecidos próximos.
Embora os cientistas já compreendam há muito tempo os fundamentos deste processo, estudar a sua estrutura detalhada à escala nanométrica dentro de células humanas intactas continua a ser um desafio. Uma grande dificuldade vem da forma como as amostras são preparadas, uma vez que os métodos tradicionais podem distorcer delicados componentes celulares. As técnicas de imagem existentes muitas vezes forçam os pesquisadores a escolher entre alta resolução, um grande campo de visão ou preservar a estrutura natural das células.
Microscopia de crio-expansão revela detalhes ocultos
Para superar estes desafios, a equipa UNIGE e CHUV-UNIL, apoiada pelo programa TANDEM da Fundação ISREC, utilizou um método avançado denominado microscopia de crio-expansão (cryo-ExM). “Esta técnica congela instantaneamente as células a uma velocidade muito elevada, colocando-as no chamado estado vítreo, onde a água solidifica sem formar cristais e assim preserva fielmente a estrutura biológica. As amostras são então expandidas fisicamente através de um hidrogel absorvente, tornando possível observar a sua organização interna enquanto interpretam os seus recursos internos com grande precisão.
Usando esta abordagem, os investigadores descobriram novas características estruturais onde a célula imunitária atinge os seus alvos. “O nosso trabalho revela que no ponto de contacto entre a célula imunitária e o seu alvo, a membrana forma uma espécie de cúpula, cuja estrutura parece estar ligada às interações de adesão e à organização interna da célula”, observa Florent Lemaitre, investigador de pós-doutoramento no Departamento de Biologia Molecular e Celular e autor do primeiro estudo na UNIGE Science. A equipe também examinou grânulos citotóxicos, responsáveis por matar células-alvo, com uma precisão sem precedentes. Eles descobriram que esses grânulos podem variar em estrutura, às vezes apresentando um ou mais “núcleos” onde as moléculas ativas estão concentradas.
De células de laboratório a tumores reais
Os pesquisadores estenderam seu método além das células isoladas e aplicaram-no diretamente em amostras de tumores humanos. “Estendemos esta abordagem ao tecido tumoral humano, tornando possível observar diretamente os linfócitos T que se infiltram no tumor e sua maquinaria citotóxica em escala nanométrica. Isso nos permite estudar as respostas imunes diretamente em seu contexto clínico e compreender melhor os mecanismos que determinam sua função, “explica Benita Wolff, residente-chefe e pesquisa do Departamento de Aslin de Aslin. CHUV, que co-liderou a pesquisa.
Ao fornecer uma visão tridimensional e quase nativa de como funcionam essas células imunológicas, o trabalho fornece uma estrutura valiosa para estudar as respostas imunológicas em situações do mundo real. Estas informações podem ajudar a refinar os tratamentos, particularmente em imuno-oncologia, melhorando a nossa compreensão sobre o que impulsiona os ataques imunológicos bem-sucedidos contra o cancro e o que os limita.
