Estudo mostra como mitocôndrias regulam a autofagia, processo fundamental para equilíbrio celular

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Resumo: Trabalho estabeleceu a ligação entre a autofagia – degradação e reciclagem de componentes celulares – e o cálcio mitocondrial, dois processos fundamentais na regulação do metabolismo energético.

Liderados pela professora Alicia Kowaltowski, do Instituto de Química da USP (IQ), cientistas do centro de pesquisas Redoxoma estabeleceram a ligação entre a autofagia e o cálcio mitocondrial, dois aspectos fundamentais na regulação do metabolismo energético da célula.

Eles demonstraram que o transportador responsável pelo efluxo de íons de cálcio das mitocôndrias, chamado NCLX, é um importante nó regulador que integra estas organelas, controle de autofagia por íons de cálcio e respostas celulares à disponibilidade de nutrientes.

“Esse trabalho é importante porque fizemos o link entre esses processos. Como tanto a mitocôndria quanto a autofagia estão envolvidas no metabolismo, faz sentido que exista uma coordenação entre elas. Normalmente quando a gente estuda biologia celular, as coisas são vistas separadas e precisamos lembrar que, nas células, um processo depende do outro, regula o outro”, afirmou Vitor de Miranda Ramos, que propôs investigar a ligação entre esses processos durante seu doutorado e é o primeiro autor do artigo recém publicado. Apesar de ser um trabalho de ciência básica, “que parece meio abstrato”, ele acredita que o conhecimento possa ser usado no contexto do tratamento de doenças.

Além de gerarem energia para as células, as mitocôndrias participam diretamente de diversas de vias de regulação celular sensíveis ao cálcio, pois são capazes de captar, absorver e liberar íons de cálcio. A captação de íons de cálcio pelas mitocôndrias é mediada pelo “complexo uniporter mitocondrial de cálcio” (MCU), enquanto o “trocador mitocondrial Na⁺/Li⁺/Ca⁺⁺” (NCLX) move íons de cálcio da região da matriz mitocondrial para o espaço entre a membrana interna e a externa, em troca de íons de sódio”.

O cálcio afeta quase todos os aspectos da vida celular. Íons de cálcio são segundos mensageiros conhecidos na sinalização metabólica e desempenham um papel importante na regulação da autofagia, que é um processo de degradação e reciclagem de componentes celulares, com o papel fundamental de manutenção do equilíbrio celular.

O trabalho envolveu experimentos com camundongos, permitindo usar células de fígado em culturas e isolar as mitocôndrias para a realização de testes.

Perspectivas

A diminuição da expressão de NCLX foi observada em algumas doenças, como Alzheimer e Parkinson. “Já foi visto que pacientes que morreram com a doença de Alzheimer tinham menos NCLX. Em modelos animais, quando os pesquisadores revertem para níveis de NCLX normais, eles conseguem melhorias”, diz Ramos.

O cérebro usa muita energia e precisa de muitas mitocôndrias. O acúmulo de danos nas células pode levar à morte celular e ao desenvolvimento de patologias. “Apesar de não termos olhado especificamente para contextos patológicos, esse link entre a sinalização de cálcio e a autofagia é interessante porque pode ser uma ideia de progressão em alguma doença. Ao perder a atividade desse transportador, mais danos são gerados, e o processo para limpar esses danos – a autofagia – está prejudicado. Isso abre perspectivas para trabalhos futuros,” afirmou Alicia Kowaltowski.