As células que compõem seu corpo também têm suas próprias versões de sinais de emergência. Eles são ativados se uma célula for infectada por um vírus ou bactéria, ou se houver falta de blocos de construção importantes como aminoácidos, por exemplo. Um novo estudo do Caltech identifica como essas "vias de estresse" celulares ativam mecanismos de controle de qualidade que limpam os danos durante uma crise.

A pesquisa foi conduzida no laboratório de David Chan , professor de Biologia Harold e Violet Alvarez e reitor de estudos de pós-graduação, e é descrita em um artigo publicado na revista Molecular Cell.

Existem quatro vias de estresse distintas que fazem com que a célula pare suas funções normais. Cada via de estresse tem sua própria proteína associada chamada cinase, que é ativada como um segurança pulando para a posição de sentido após ouvir um alarme. Uma vez ativada, a cinase modifica uma proteína chamada EIF2 adicionando um composto de fósforo a ela, o que desabilita a EIF2. A EIF2 é o principal iniciador para a célula realizar suas funções normais de produção de proteínas, então "fosforilá-la" faz com que a maior parte da produção de proteínas na célula seja pausada.

"Se houver um incêndio, você quer parar tudo o que está fazendo e cuidar do fogo", diz o acadêmico de pós-doutorado Yogaditya Chakrabarty, o primeiro autor do estudo. "Parar o EIF2 por meio da fosforilação efetivamente desliga as funções da célula para que ela possa se concentrar na emergência."

Durante o estresse, a célula também precisa ativar vias de "controle de qualidade" que garantem a fidelidade dos componentes celulares. Esses mecanismos de controle de qualidade são menos como guardas de segurança e mais como zeladores — eles podem degradar proteínas quebradas ou danificadas e partes celulares. Anteriormente, não se sabia como as vias de estresse influenciavam e interagiam com as vias de controle de qualidade.

O novo estudo mostra que, durante uma situação de estresse, o EIF2 fosforilado se incorpora à superfície das mitocôndrias, o que ativa a resposta de controle de qualidade para essas organelas. Dessa forma, o EIF2 fosforilado desempenha papéis duplos como guarda de segurança e zelador.

Entender as especificidades desses processos celulares é importante para o estudo de doenças como Alzheimer e Parkinson, pois esses e outros distúrbios neurológicos são caracterizados pela perda de mecanismos de controle de qualidade.

"As mitocôndrias são geralmente conhecidas como 'a usina de energia da célula', e estamos aprendendo que a célula tem mecanismos intrincados para proteger as funções críticas de seu gerador de energia", diz Chakrabarty. Ele está atualmente expandindo este trabalho para explorar se as vias de estresse também interagem com outros mecanismos de controle de qualidade.

O artigo é intitulado "The HRI branch of the integrated stress response selectively triggers mitophagy" (O ramo HRI da resposta integrada ao estresse aciona seletivamente a mitofagia). Além de Chakrabarty e Chan, os coautores do Caltech são o estudante de pós-graduação Zheng Yang e o cientista pesquisador sênior Hsiuchen Chen. O financiamento foi fornecido pelo National Institutes of Health.