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Cientistas da Universidade de Colônia descobriram como as células podem eliminar o DNA mitocondrial mutante (mtDNA). As mitocôndrias são as usinas de força de nossas células. Devido à sua descendência evolutiva de bactérias, eles ainda possuem material genético empacotado em estruturas semelhantes a cromossomos (nucleoides). Eles convertem a energia química em nossos alimentos em uma forma biologicamente utilizável. Uma equipe de pesquisadores do Centro de Fisiologia da Universidade de Colônia na Faculdade de Medicina, do Centro de Medicina Molecular de Colônia (CMMC) e do CECAD Cluster of Excellence for Aging Research mostrou agora que as mutações do mtDNA levam a um rearranjo local de proteínas na membrana mitocondrial. O mtDNA mutante é direcionado, eliminado e submetido à autofagia, a “eliminação de resíduos” celular. Os resultados apareceram em Natureza Comunicações sob o título ‘Proteínas da membrana mitocondrial e VPS35 orquestram a remoção seletiva do mtDNA’.
Em muitos tecidos, as mutações no mtDNA se acumulam como resultado do envelhecimento normal. Esses tipos de mutações são uma causa importante de muitas doenças associadas ao envelhecimento. Existem milhares de cópias de mtDNA em cada célula, então a função mitocondrial só é prejudicada quando a porcentagem de moléculas de mtDNA mutantes excede um certo valor limite. Há muito se estabeleceu que o dano mitocondrial, incluindo danos agudos no mtDNA, desencadeia o processo de mitofagia. Nesse processo, partes mitocondriais disfuncionais são seletivamente degradadas e recicladas.
O Dr. David Pla-Martin, principal autor do estudo atual, explicou os detalhes: “O que há de novo em nosso estudo é que esse mecanismo não afeta a dotação das células com mitocôndrias, mas apenas limpa o mtDNA danificado. Ao rotular as proteínas vizinhas – a chamada rotulagem de proximidade – mostramos que os danos no mtDNA levam ao recrutamento de endossomos próximos aos nucleoides.’ Sua remoção é coordenada pela interação da proteína nucleoide Twinkle e das proteínas de membrana mitocondrial SAMM50 e ATAD3. ATAD3 controla sua distribuição, SAMM50 induz a liberação e transferência do nucleoide para os chamados endossomos. ‘Isso também impede a ativação de uma resposta imune. A proteína VPS35, o principal componente do retrômero, medeia a maturação dos endossomos iniciais em vesículas de autofagia tardia, onde a degradação e a reciclagem ocorrem, em última instância”, disse Pla-Martin.
Usando um modelo de camundongo no qual as mutações do mtDNA levam à regeneração muscular prejudicada, os cientistas também mostraram que o mtDNA seletivamente mutado pode ser removido estimulando a atividade do mecanismo de autofagia com rapamicina. O número total de cópias do mtDNA permanece constante, preservando a função mitocondrial.
O líder do grupo, professor Dr. Rudolf Wiesner, acrescentou: ‘Mutações nos genes que codificam essas proteínas levam a doenças neurológicas graves, como a VPS35, por exemplo, a doença de Parkinson. Agora queremos usar essas proteínas como novos alvos moleculares para abrir opções de tratamento totalmente novas para esses tipos de doenças associadas ao envelhecimento.’ Embora o caminho para a aplicação terapêutica ainda possa ser longo, a equipe de pesquisa vê aqui uma abordagem promissora.
Fonte da história:
Materiais fornecidos por Universidade de Colônia. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
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