Os pesquisadores descobriram como um misterioso canal iônico ajuda as células a quebrar os resíduos, abrindo novas possibilidades para o tratamento da doença de Parkinson.
Assim como as pias e as banheiras têm ralos para evitar derramamentos, as células humanas parecem ter proteções internas semelhantes. Um novo estudo realizado por cientistas da Universidade de Ciências Aplicadas de Bonn-Rhine-Sieg (H-BRS), LMU Munique, TU Darmstadt e Nanion Technologies, publicado PNAS (Anais da Academia Nacional de Ciências), revela esse mecanismo de proteção. O professor Christian Grimm (LMU Munique) e o Dr. A equipe liderada por Oliver Rauh (H-BRS) decodificaram a função há muito debatida do canal iônico TMEM175. Suas descobertas sugerem que dentro do lisossomo esse canal atua como uma válvula de transbordamento, evitando que o ambiente se torne muito ácido.
Lisossomos e a regulação da acidez celular
Os lisossomos são pequenos compartimentos fechados por membrana que atuam como centro de reciclagem da célula. Eles quebram moléculas grandes em blocos de construção mais simples que as células podem reutilizar. Para que este processo funcione corretamente, os lisossomos devem manter um ambiente ácido.
O pH mede a concentração de prótons (H+) em uma solução, e valores mais baixos de pH indicam níveis mais altos de prótons. Uma proteína especial bombeia prótons para o lisossoma para produzir essa acidez. No entanto, são necessárias proteínas adicionais incorporadas na membrana lisossomal para manter o equilíbrio correto. O estudo destaca o TMEM175 como um ator-chave no ajuste fino desse equilíbrio.
Os investigadores acreditam que em células saudáveis, o TMEM175 ajuda a manter os níveis ideais de acidez, permitindo que a decomposição dos resíduos prossiga de forma eficiente. Quando as mutações perturbam este canal, a regulação do pH é perturbada. Como resultado, as proteínas não são degradadas adequadamente, o que pode levar à morte das células nervosas. Pesquisas anteriores relacionaram problemas com a função lisossômica ao envelhecimento e doenças neurodegenerativas, como o Parkinson. “Nosso estudo demonstra que o canal iônico TMEM175 desempenha um papel decisivo aqui”, disse o Dr. Oliver Rah.
Canais iônicos TMEM175 transportam potássio e prótons
Durante anos, os cientistas não tinham certeza de onde o TMEM175 estava localizado na célula ou o que ele realmente fazia. Seu nome comum, que significa proteína transmembrana 175, reflete o quão pouco era inicialmente conhecido. Com o tempo, o interesse no TMEM175 aumentou à medida que as evidências o ligavam a doenças neurodegenerativas, particularmente ao Parkinson.
Os pesquisadores finalmente confirmaram que o TMEM175 é um canal iônico que transporta partículas carregadas através da membrana lisossomal. No entanto, tem havido um debate contínuo sobre se transporta principalmente iões de potássio ou protões e como estes movimentos afectam a função celular tanto em estados saudáveis como doentes.
Um sensor de pH que ajusta o fluxo de prótons
“Trabalhei em muitos canais iônicos, e TMEM175 é o mais estranho deles”, diz o Dr. Oliver Rauh, que veio da TU Darmstadt para o H-BRS para trabalhar na colaboração de pesquisa CytoTransport. “Quando iniciamos o projeto, há cerca de seis anos, presumia-se que o TMEM175 era um canal de potássio. Sua função era completamente desconhecida. Agora conseguimos mostrar que o TMEM175 conduz não apenas íons de potássio, mas também prótons e, portanto, está diretamente envolvido na regulação do pH – isto é, na intercalação de prótons.”
“A maioria dos experimentos foi realizada usando o método patch clamp”, explica Christian Grimm, especialista em técnicas que medem a atividade elétrica em membranas lisossômicas. Este método permite que a equipe analise como o canal se comporta em diferentes situações. Seus resultados mostram que o TMEM175 pode detectar quando a acidez atinge um nível crítico e ajustar o fluxo de prótons de acordo.
“Nossos resultados constituem uma base importante para uma melhor compreensão dos mecanismos funcionais no lisossoma e da função do canal TMEM175, que foi anteriormente contestada”, afirmaram os autores. “Ao mesmo tempo, a nossa visão sobre a proteína TMEM175 oferece uma estrutura-alvo promissora para o desenvolvimento de medicamentos para tratar ou prevenir doenças neurodegenerativas como a doença de Parkinson”.
