Estudo da Universidade de Bonn: degradação regulada de componentes celulares danificados previne insuficiência cardíaca e doenças nervosas
A eliminação de componentes celulares danificados é essencial para a manutenção dos tecidos e órgãos do corpo. Uma equipe de pesquisa internacional liderada pela Universidade de Bonn fez descobertas significativas sobre mecanismos para a limpeza de resíduos celulares, mostrando que o treinamento de força ativa tais mecanismos. As descobertas podem formar a base para novas terapias para insuficiência cardíaca e doenças nervosas, e até mesmo proporcionar benefícios para missões espaciais tripuladas. Um artigo correspondente foi publicado na última edição do periódico Current Biology.
Músculos e nervos são órgãos duradouros e de alto desempenho cujos componentes celulares estão sujeitos a desgaste constante. A proteína BAG3 desempenha um papel crítico na eliminação de componentes danificados, identificando-os e garantindo que sejam envolvidos por membranas celulares para formar um “autofagossomo”. Os autofagossomos são como um saco de lixo no qual os resíduos celulares são coletados para posterior trituração e reciclagem. A equipe de pesquisa liderada pelo Professor Jörg Höhfeld do Instituto de Biologia Celular da Universidade de Bonn mostrou que o treinamento de força ativa o BAG3 nos músculos. Isso tem ramificações importantes para o descarte de resíduos celulares porque o BAG3 precisa ser ativado para ligar eficientemente os componentes celulares danificados e promover o envolvimento da membrana. Um sistema ativo de eliminação ou limpeza é essencial para a preservação a longo prazo dos tecidos musculares. “O comprometimento do sistema BAG3 realmente causa fraqueza muscular progressiva rápida em crianças, bem como insuficiência cardíaca – uma das causas mais comuns de morte em nações ocidentais industrializadas”, explica o Professor Höhfeld.
Implicações importantes para o treinamento esportivo e fisioterapia
O estudo foi conduzido com envolvimento significativo de fisiologistas esportivos da German Sport University Cologne e da University of Hildesheim. O professor Sebastian Gehlert de Hildesheim enfatiza o quão importantes são as descobertas: “Agora sabemos qual nível de intensidade de treinamento de força é necessário para ativar o sistema BAG3, para que possamos otimizar programas de treinamento para atletas de ponta e ajudar pacientes de fisioterapia a desenvolver músculos melhor.” O professor Gehlert também faz uso dessas descobertas para dar suporte a membros da equipe olímpica alemã.
Necessário para os músculos… e mais
O sistema BAG3 não é ativo apenas nos músculos. Mutações no BAG3 podem levar a uma doença nervosa conhecida como síndrome de Charcot-Marie-Tooth (nomeada em homenagem ao cientista descobridor). A doença faz com que as fibras nervosas nos braços e pernas morram, deixando o indivíduo incapaz de mover suas mãos ou pés. Ao estudar células de pacientes, a equipe de pesquisa agora mostrou que certas manifestações da síndrome causam regulação defeituosa dos processos de eliminação do BAG3. As descobertas demonstram a importância de longo alcance desse sistema para a preservação do tecido.
Regulamentação inesperada aponta o caminho para novas terapias
Ao analisar a ativação do BAG3 mais de perto, os pesquisadores ficaram surpresos com o que observaram. “Muitas proteínas celulares são ativadas pela ligação de grupos fosfato em um processo conhecido como fosforilação. Com o BAG3, no entanto, o processo é revertido”, explica o professor Jörg Höhfeld, também membro da Área de Pesquisa Transdisciplinar (TRA) Vida e Saúde da Universidade de Bonn, “o BAG3 é fosforilado em músculos em repouso, e os grupos fosfato são removidos durante a ativação”. Nesse ponto, as fosfatases se tornam o principal foco de interesse – as enzimas que removem os grupos fosfato. Para identificar as fosfatases que ativam o BAG3, Höhfeld está colaborando com a química e bióloga celular Professora Maja Köhn da Universidade de Freiburg. “Identificar as fosfatases envolvidas é um passo fundamental”, ela relata, “para que possamos buscar o desenvolvimento de substâncias potencialmente capazes de influenciar a ativação do BAG3 no corpo”. A pesquisa pode abrir novas possibilidades terapêuticas para fraqueza muscular, insuficiência cardíaca e doenças nervosas.
Relevante para viagens espaciais
O trabalho no sistema BAG3 é apoiado pela Deutsche Forschungsgemeinschaft por meio de uma unidade de pesquisa liderada pelo Prof. Höhfeld. Além disso, Höhfeld recebe fundos da Agência Espacial Alemã, pois a pesquisa é de interesse para propósitos de missões espaciais tripuladas. O Professor Höhfeld ressalta: “O BAG3 é ativado sob força mecânica. Mas o que acontece se a estimulação mecânica não ocorrer? Em astronautas vivendo em um ambiente sem peso, por exemplo, ou em pacientes imobilizados em terapia intensiva em ventilação?” Em tais casos, a falta de estimulação mecânica leva rapidamente à atrofia muscular, cuja causa Höhfeld atribui pelo menos em parte à não ativação do BAG3. Medicamentos desenvolvidos para ativar o BAG3 podem ajudar em tais situações, ele acredita, e é por isso que a equipe de Höhfeld está preparando experimentos a serem conduzidos a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS). A pesquisa do BAG3, portanto, poderia de fato nos ajudar a chegar a Marte algum dia.
