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Os cientistas identificam o caminho molecular que ajuda as células em movimento a evitar vagas sem rumo
Em experimentos com embriões de mosca-das-frutas portadores do gene Tre1 intacto, células que produzirão as futuras gerações do organismo, chamadas células germinativas, migram corretamente para o órgão sexual, conhecido como gônada.
Por Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins - 30/03/2021


Migração de células germinativas em um embrião de mosca-das-frutas. Crédito: Deborah Andrew e JiHoon Kim, Johns Hopkins Medicine.

Trabalhando com moscas de fruta, os cientistas da Johns Hopkins Medicine dizem que identificaram uma nova via molecular que ajuda a direcionar as células em movimento em direções específicas. O conjunto de proteínas e enzimas interconectadas na via agem como componentes de direção e leme que conduzem as células em direção a um destino "pretendido" em vez de aleatório, dizem eles.

Em um relatório sobre o trabalho, publicado em 2 de março na Cell Reports , essas mesmas vias moleculares, dizem os cientistas, podem levar as células cancerosas a metastatizar ou viajar para áreas distantes do corpo e também podem ser importantes para entender como as células se agrupam e migram em um embrião para formar órgãos e outras estruturas.

A equipe de cientistas foi liderada por Deborah Andrew, Ph.D., professora de biologia celular e diretora associada para o desenvolvimento do corpo docente do Instituto de Ciências Biomédicas Básicas da Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins.

Andrew e seus colegas começaram esta pesquisa enquanto estudavam um gene chamado Tre1 e seu papel no desenvolvimento das glândulas salivares em moscas-das-frutas. As ferramentas para estudar os efeitos de ligar e desligar o gene não eram ideais, diz ela. Assim, dois dos membros da equipe , Caitlin Hanlon, Ph.D., da Quinnipiac University e JiHoon Kim, Ph.D., da Johns Hopkins, geraram moscas-das-frutas que não possuem a porção codificadora de proteína do gene Tre1. A dupla também colocou uma etiqueta fluorescente na proteína Tre1 para saber onde ela estava localizada durante as etapas principais do desenvolvimento.

Em experimentos com embriões de mosca-das-frutas portadores do gene Tre1 intacto, células que produzirão as futuras gerações do organismo, chamadas células germinativas, migram corretamente para o órgão sexual, conhecido como gônada.

"Sem o gene Tre1, no entanto, a maioria das células germinativas não conseguiu se encontrar com outras células não-germinativas, ou células somáticas, da gônada", diz Andrew. “A navegação correta das células germinativas é importante para garantir que as futuras gerações do organismo aconteçam”.

Esta não é a primeira vez que os cientistas notaram a importância do Tre1 na navegação em células germinativas. Duas equipes de pesquisa da Universidade de Indiana e do Instituto de Tecnologia de Massachusetts já haviam feito a ligação. No entanto, diz Andrew, ainda restam dúvidas sobre o que acontece dentro das células germinativas para colocar as células no lugar certo quando o Tre1 é ativado.

Já se sabia que o gene Tre1 codifica uma proteína que atravessa a membrana celular várias vezes e surge na superfície da célula. É um membro de uma grande família de proteínas chamadas receptores acoplados à proteína G, que permitem que as células se comuniquem e respondam a sinais de outras células e a sinais de luz e odor. Quase 35% dos medicamentos aprovados pela FDA têm como alvo os receptores acoplados à proteína G, diz Andrew.

Para rastrear mais precisamente os eventos moleculares abaixo do Tre1, Kim, um associado de pesquisa e pós-doutorado na Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins, usou culturas de tecidos de células de mosca da fruta para encontrar a localização de moléculas marcadas com fluorescência que são potencialmente desencadeadas pelo Proteína Tre1. Nas culturas de tecidos e células germinativas de moscas vivas, Kim descobriu a via genética a jusante.

Ele descobriu que Tre1 funciona como o timoneiro da célula, controlando a direção da célula. Tre1 ativa os componentes de direção e leme da célula estimulando uma cascata de proteínas e enzimas, incluindo uma fosfo-inositol quinase, PI (4,5) P2, dPIP5K, dWIP e WASp.

No final da cascata molecular, uma cadeia de proteínas actinas forma-se em uma protuberância na extremidade da célula para exercer forças mecânicas para o movimento.

Os cientistas também procuraram o sinal upstream que ativa o Tre1. Eles usaram uma proteína geneticamente modificada feita por pesquisadores da Universidade da Califórnia, em San Francisco, para rastrear a localização de uma proteína sinalizadora chamada Hedgehog, que já foi associada à migração de células germinativas, embora seu papel neste processo tenha sido contestado.

Em células germinativas , a sinalização de Hedgehog aumenta os níveis de membrana de uma proteína chamada Smoothened, que é encontrada na protrusão da borda de ataque das células onde Tre1 também é encontrado.

Os cientistas planejam continuar estudando as vias ao redor do Tre1 e as conexões entre as proteínas e enzimas envolvidas na via.

"Uma compreensão mais profunda de como as células em movimento navegam e se espalham tem o potencial de fornecer mais alvos para interromper a disseminação das células cancerosas ", diz Andrew.

 

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