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 transbordamentos, as células humanas parecem ter proteções integradas semelhantes. Um novo estudo realizado por cientistas da Universidade de Ciências Aplicadas de Bonn-Rhein-Sieg (H-BRS), da Universidade de Munique, da Universidade Técnica de Darmstadt e da Nanion Technologies, foi publicado em Anais da Academia Nacional de Ciências (Anais da Academia Nacional de Ciências), revelando esse sistema de proteção. A equipe liderada pelo Prof. Christian Grimm (Universidade de Munique) e Dr. Oliver Rauh (H-BRS) decodificou a função há muito debatida do canal iônico TMEM175. Seus resultados mostram que dentro do lisossomo esse canal atua como uma válvula de alívio, evitando que o ambiente se torne muito ácido.
Lisossomos e controle da acidez celular
Os lisossomos são pequenos compartimentos rodeados por membranas que servem como centros de reciclagem para a célula. Eles quebram moléculas grandes em blocos de construção mais simples que as células podem reutilizar. Para que este processo funcione corretamente, o lisossoma deve manter um ambiente ácido.
O pH mede a concentração de prótons (H+) em uma solução, com pH mais baixo indicando níveis mais altos de prótons. Uma proteína especial bombeia prótons para o lisossoma para criar essa acidez. No entanto, manter o equilíbrio correto requer proteínas adicionais incorporadas na membrana lisossomal. O estudo destaca que o TMEM175 desempenha um papel fundamental no ajuste fino desse equilíbrio.
Os pesquisadores acreditam que, em células saudáveis, o TMEM175 ajuda a manter os níveis ideais de acidez para que a decomposição dos resíduos possa ocorrer de forma eficiente. Quando as mutações perturbam este canal, a regulação do pH é prejudicada. Como resultado, a proteína não se degrada adequadamente, levando à morte das células nervosas. Pesquisas anteriores relacionaram problemas com a função lisossômica ao envelhecimento e doenças neurodegenerativas, como a doença de Parkinson. “Nosso estudo mostra que o canal iônico TMEM175 desempenha um papel decisivo aqui”, diz o Dr. Oliver Rauh.
O canal iônico TMEM175 transporta potássio e prótons
Durante anos, os cientistas não tinham certeza de onde o TMEM175 estava localizado nas células ou o que ele realmente fazia. Seu nome simples significa proteína transmembrana 175, refletindo o quão pouco se sabia inicialmente sobre ela. O interesse no TMEM175 cresceu ao longo do tempo devido às evidências que o ligam a doenças neurodegenerativas, particularmente à doença de Parkinson.
Os pesquisadores finalmente demonstraram que o TMEM175 é um canal iônico que permite que partículas carregadas passem através da membrana lisossomal. No entanto, há um debate contínuo sobre se transporta principalmente iões de potássio ou protões, e como estes movimentos afectam a função celular em estados saudáveis e doentes.
Sensor de pH para regular o fluxo de prótons
“Eu estudei muitos canais iônicos, e o TMEM175 é de longe o mais estranho”, diz o Dr. Oliver Rauh, que se mudou da TU Darmstadt para o H-BRS para trabalhar na colaboração de pesquisa CytoTransport. “Há cerca de seis anos, quando iniciamos este projeto, levantamos a hipótese de 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 (ou seja, concentração de prótons) dentro do lisossoma.”
“A maioria dos experimentos é realizada usando o método patch-clamp”, explica Christian Grimm, especialista em medição de atividade elétrica em membranas lisossômicas. Essa abordagem permitiu à equipe analisar como o canal se comporta sob diferentes condições. Seus resultados mostram que o TMEM175 pode detectar quando a acidez atinge níveis críticos e ajustar o fluxo de prótons de acordo.
“Nossos resultados estabelecem uma base importante para uma melhor compreensão dos processos funcionais dos lisossomos e da função do canal TMEM175, que já foi controverso”, disseram os autores. “Ao mesmo tempo, os nossos conhecimentos sobre a proteína TMEM175 fornecem uma estrutura-alvo promissora para o desenvolvimento de medicamentos para tratar ou prevenir doenças neurodegenerativas, como a doença de Parkinson”.
