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Mesmo o que é extraordinariamente familiar pode por vezes produzir novas descobertas: investigadores do ETH Zurique identificaram recentemente um compartimento até então desconhecido em células de mamíferos. Eles o chamaram de exclusivo. É composto de anéis de DNA conhecidos como plasmídeos. Os pesquisadores agora publicaram detalhes de sua descoberta na revista Biologia molecular da célula.
Foi no plasma celular que os pesquisadores encontraram esse novo compartimento, raro e ainda não caracterizado. Isto é excepcional porque as células eucarióticas (células com núcleo) geralmente mantêm a maior parte do seu DNA no núcleo da célula, onde está organizado em cromossomos.
Alguns dos plasmídeos que terminam no exclusivo originam-se de fora da célula, enquanto outros – conhecidos como anéis teloméricos – vêm das extremidades dos cromossomos, os telômeros. Particularmente em certas células cancerígenas, as células dos telômeros são regularmente arrancadas e unidas para formar anéis. No entanto, estes não contêm os modelos das proteínas. Os investigadores do ETH tornaram-se os primeiros a mostrar que o núcleo da célula elimina esses anéis de ADN e os deposita, juntamente com os plasmídeos provenientes do exterior da célula, no plasma celular.
Isto prova que as células são capazes de diferenciar entre, por um lado, o ADN que lhes é próprio e ainda necessário e, por outro lado, o ADN que é estranho ou presumivelmente já não necessário, que depois ejectam do núcleo. “É uma das principais funções de higiene que as células desempenham para proteger os cromossomos. Plasmídeos que não podem ser separados poderiam, teoricamente, incorporar-se aos cromossomos. O mais provável é que os genes plasmídicos nucleares de vírus ou bactérias sejam traduzidos em proteínas, o que perturba a fisiologia celular”, diz Ruth Kroschewski, do Instituto de Bioquímica da ETH Zurique.
O exclusivo desencadeia respostas autoimunes?
Ainda não está claro quais outras funções o exclusivo desempenha. Kroschewski, que coordenou o estudo, acredita que o exclusivo poderia desempenhar um papel na memória imunológica celular. Há muitos anos que biólogos de todo o mundo estudam uma proteína especial que se liga ao ADN, especialmente àquela encontrada no plasma celular. Já foi estabelecido que esta proteína também se liga aos anéis de DNA. Ao fazê-lo, possivelmente desencadeia uma cascata de sinais que estimula as células a produzir e libertar substâncias mensageiras inflamatórias. Estes informam ao corpo que pode haver um problema com um patógeno, como um vírus, que justifica uma resposta imunológica.
Kroschewski e a sua equipa pensam que é possível que a proteína em questão se prenda aos anéis de ADN presentes no exclusivo, resultando na ilusão prolongada de uma infecção. “O corpo continua recebendo sinais de que o problema ainda existe”, diz o pesquisador. Isto significa que o sistema imunitário não tem outra escolha senão responder ao mensageiro inflamatório, diz ela. “E como a cascata de sinalização pró-inflamatória não diminui, mas continua, isso pode muito bem facilitar respostas autoimunes, como o lúpus eritematoso sistêmico”, explica Kroschewski.
Um resquício da evolução
Kroschewski presume que o exclusivo remonta ao início da evolução, quando surgiram os eucariontes. É comumente entendido que as primeiras células eucarióticas resultaram da fusão de uma forma inicial de bactéria com um archaeon, um organismo unicelular semelhante a uma bactéria. O seu ADN em forma de anel, proveniente de dois organismos diferentes, teve de ser organizado e protegido contra a degradação. À medida que a evolução avançava, foi desenvolvido um mecanismo para garantir que as moléculas de ADN fossem automaticamente encerradas num envelope de membrana – o que está a acontecer no recém-descoberto exclusivo.
Embora o envelope exclusivo se assemelhe ao do núcleo da célula, é muito mais simples, como explica Kroschewski: “O envelope exclusivo apresenta lacunas que podem ser vistas no envelope nuclear apenas nos estágios iniciais de sua formação”. No caso do envelope nuclear, essas lacunas fecham com o tempo ou são preenchidas com proteínas específicas dos poros. Em contrapartida, o envelope exclusivo não se desenvolve mais. “Talvez o exclusivo seja uma primeira tentativa de produzir um núcleo celular”, diz Kroschewski.
Por que os plasmídeos ficam embrulhados em um envelope de membrana incompleto ainda não está claro. “Parece que apenas o ADN cromossómico é considerado ‘bom o suficiente’ para ser encerrado num envelope nuclear totalmente formado, e o ADN extra-cromossómico não o é”, diz Kroschewski. O DNA em forma de anel proveniente de fora e os plasmídeos produzidos pelo próprio com a sequência das extremidades dos cromossomos parecem não ter a característica necessária. “Ainda não sabemos qual é esta característica”, diz Kroschewski. O mesmo se aplica a muitos aspectos desta organela recentemente descoberta. A bióloga celular ETH e sua equipe planejam agora desvendar os mistérios do exclusivo examinando as alterações celulares no DNA do plasmídeo, bem como a “licença” para depositar plasmídeos no exclusivo.
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