Saia de casa em uma manhã fria de inverno ou coloque hortelã na boca e você sentirá rapidamente uma sensação refrescante. A sensação começa com pequenos sensores no corpo, que enviam um sinal ao cérebro quando um objeto fica frio. Os cientistas produziram agora as primeiras imagens detalhadas que mostram como o sensor funciona, revelando como ele responde às quedas reais de temperatura e ao mentol, o composto de resfriamento encontrado na planta da hortelã. As descobertas foram apresentadas na 70ª Reunião Anual da Sociedade Biofísica em São Francisco.
O estudo centrou-se em um canal de proteína chamado TRPM8. “Pense no TRPM8 como um termômetro em miniatura no corpo”, disse Hyuk-Joon Lee, pós-doutorado no laboratório de Seok-Yong Lee em Duke. “É o sensor primário que informa ao seu cérebro quando está frio. Há muito tempo que sabemos que isso acontece, mas não sabíamos como. Agora podemos ver.”
O TRPM8 está incorporado nas membranas dos neurônios sensoriais que atendem a pele, a boca e os olhos. Quando a temperatura cai para uma faixa de aproximadamente 46°F a 82°F, os canais se abrem e permitem que os íons entrem na célula. Esse movimento desencadeia sinais nervosos que chegam ao cérebro e produzem uma sensação de frio. O mesmo mecanismo explica por que o mentol, o eucalipto e compostos relacionados produzem uma sensação de resfriamento mesmo quando a temperatura não cai.
“O mentol é como um truque”, explica Lee. “Ele se fixa a uma parte específica do canal e faz com que ele se abra, assim como as temperaturas frias. Portanto, mesmo que o mentol não congele nada, seu corpo recebe o mesmo sinal como se estivesse exposto ao gelo.
A microscopia crioeletrônica revela como o TRPM8 é ativado
Para examinar esse processo em detalhes, a equipe usou microscopia crioeletrônica, um método que usa um feixe de elétrons para obter imagens de proteínas congeladas rapidamente. Isso permitiu que eles capturassem vários instantâneos estruturais do TRPM8 durante a transição do estado desligado para ligado.
As imagens mostram que as temperaturas frias e o mentol ativam o canal através de vias relacionadas, mas distintas, dentro da proteína. O frio causa principalmente mudanças estruturais nas áreas dos poros (as partes que se abrem para permitir a passagem dos íons). O mentol se liga a uma região separada da proteína, desencadeando uma mudança de forma que se espalha em direção ao poro, abrindo-o.
“Quando o frio é combinado com mentol, a resposta é melhorada sinergicamente”, disse Li. “Usamos essa combinação para capturar o canal em estado aberto – algo que não pode ser alcançado apenas com o frio.”
Saiba mais sobre os potenciais benefícios médicos dos sensores de frio
Compreender o TRPM8 também pode ajudar os cientistas a desenvolver novos tratamentos médicos. Problemas com este canal têm sido associados a condições como dor crônica, enxaquecas, síndrome do olho seco e alguns tipos de câncer. Um medicamento que tem como alvo essa via é o acoltremon, um colírio aprovado pela FDA usado para tratar a síndrome do olho seco. Como análogo do mentol, ativa vias de resfriamento, ajudando a estimular a produção de lágrimas e a aliviar a irritação.
Os pesquisadores também descobriram o que descrevem como “ponto frio”, uma parte específica da proteína que desempenha um papel fundamental na detecção da temperatura e ajuda a manter a resposta do canal durante a exposição prolongada ao frio.
“Anteriormente, não estava claro como o frio ativava esse canal no nível estrutural”, disse Li. “Agora podemos ver que o frio desencadeia mudanças estruturais específicas na área dos poros. Isto abre caminho para desenvolvermos novos tratamentos que visem esta via.”
Resolvendo o antigo mistério da frieza
O estudo fornece a primeira explicação molecular de como a temperatura e os sinais químicos se combinam para produzir uma sensação de resfriamento. Ao mostrar como o TRPM8 integra sinais de frio e mentol, este trabalho responde a uma questão de longa data na biologia sensorial que os cientistas têm tentado resolver há décadas.
