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Esqueleto das células controla multiplicação celular

Novo estudo revela como a proliferação celular é afetada por proteínas que controlam a rigidez das células

Peer-Reviewed Publication

Instituto Gulbenkian de Ciencia

image: Tissue of the fruit fly, where magenta marks the cell's skeleton, and green marks an area where Zyxin protein is inducing cell multiplication. view more 

Credit: Pedro Gaspar (IGC).

Esta comunicado está disponível em inglês.

Uma equipa de investigação do Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC; Portugal), liderado por Florence Janody, em colaboração com Nicolas Tapon do London Research Institute (LRI; Reino Unido), descobriram que o esqueleto da célula pode desencadear a multiplicação celular através da ação de proteínas que controlam a rigidez das células. Durante este processo ocorre a ativação de genes que promovem cancro – oncogenes – levando à formação de tumores em organismos vivos. Este estudo foi publicado na última edição da revista científica Current Biology*.

O esqueleto das células – citoesqueleto – é composto por uma malha de filamentos formados por proteínas. Tal como o nosso esqueleto, que suporta o corpo e nos ajuda em diversas funções diárias, o citoesqueleto confere a forma à célula, ajuda no movimento das células e funciona também como uma estrada que as proteínas usam para se deslocarem dentro da célula e desempenharem as suas tarefas. Desde à muito tempo que os cientistas têm vindo a estudar as diferentes funções do citoesqueleto, mas apenas estudos recentes realizados em cultura de células sugeriram que forças mecânicas podem influenciar a organização do citoesqueleto e conduzir à proliferação das células. O grupo de Florence Janody deu um passo em frente e mostrou que as proteínas do citoesqueleto, que controlam as forças mecânicas, podem induzir a ativação de factores que promovem o crescimento de tumores num organismo vivo: a mosca-dafruta (Drosophila melanogaster, no seu nome científico). Os investigadores observaram que quando a dinâmica do esqueleto da célula se altera origina diferentes rearranjos na malha de filamentos, o que tem consequências diretas na proliferação celular e no crescimento excessivo dos tecidos: se o citoesqueleto se tornar menos elástico, as células multiplicam-se mais rapidamente.

Usando abordagens genéticas e moleculares, o grupo de investigação identificou uma proteína importante neste processo, denominada Zyxin. Esta proteína controla a “correta” montagem do citoesqueleto de forma a permitir o normal funcionamento da célula. Se Zyxin não funcionar corretamente, compromete a organização do citoesqueleto, desencadeando a função de outras proteínas que conduzem a uma proliferação celular descontrolada e ao desenvolvimento de tumores.

Florence Janody diz: “O esqueleto da célula foi descoberto há mais de 150 anos como sendo a estrutura celular que permite aos músculos criar forças. Apenas recentemente percebemos que as forças mecânicas geradas pelo esqueleto da célula ditam o comportamento de todas as células do corpo. O próximo desafio será identificar a grande variedade da malha de filamentos do esqueleto originados nas células e caracterizar as suas propriedades mecânicas.” Pedro Gaspar, investigador no laboratório de Florence Janody e primeiro autor deste estudo, acrescenta: “Esperamos que os nossos resultados nos ajudem a compreender de que forma as forças mecânicas são transmitidas através do esqueleto da célula e perceber o seu impacto na proliferação celular. No futuro, esperamos que este estudo inspire novas abordagens de bioengenharia na terapia de tumores e medicina regenerativa”.

As proteínas identificadas na mosca-da-fruta como estando envolvidas neste mecanismo também existem noutros organismos, incluindo os humanos, pelo que é esperado que mecanismos semelhantes ocorram também nas células humanas.

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Este estudo foi realizado no Instituto Gulbenkian de Ciência (Oeiras, Portugal), financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT), e no London Research Institute, Cancer Research UK (Londres, Reino Unido), financiado pelo Cancer Research UK (CRUK).

* Gaspar, P., Holder, M.V., Aerne, B.L., Janody, F., and Tapon, N. (2015). Zyxin antagonizes the FERM protein Expanded to couple F-actin and Yorkie-dependent organ growth. Curr. Biol. 25, in press. Published online February 26, 2015. 10.1016/j.cub.2015.01.010.

Legenda: Tecido da mosca-da-fruta, com o esqueleto da célula marcado a magenta e a área onde a proteína Zyxin induz a multiplicação celular marcada a verde. Créditos: Pedro Gaspar (IGC).

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