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As vias metabólicas consistem em uma série de reações bioquímicas nas células que convertem um componente inicial em outros produtos. Há evidências crescentes de que as vias metabólicas associadas a fatores de estresse externos influenciam a saúde das células e tecidos. Muitas doenças humanas, incluindo doenças retinianas ou neurodegenerativas, estão associadas a desequilíbrios nas vias metabólicas.
Elisabeth Knust lidera uma equipe de pesquisadores do Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics (MPI-CBG) em Dresden, Alemanha, que descreve um papel essencial para uma dessas vias metabólicas na manutenção da saúde da retina sob condições de estresse. Eles estudaram o clássico Drosophila genes cinábrio, cardeal, branco, e escarlate, originalmente caracterizados décadas atrás e nomeados devido ao seu papel na pigmentação da cor dos olhos, em particular a formação do pigmento marrom do olho da mosca. Esses genes codificam componentes da via da quinurenina, cuja atividade converte o aminoácido triptofano por várias etapas em outros produtos. Neste estudo, os autores destacaram a função dessa via metabólica na saúde da retina, independentemente de seu papel na formação do pigmento.
A via da quinurenina é uma via metabólica evolutiva conservada que regula uma variedade de processos biológicos. Sua interrupção pode resultar no acúmulo de biomoléculas ou metabólitos tóxicos ou protetores, que podem piorar ou melhorar, respectivamente, a saúde do cérebro, incluindo a retina. O conhecimento sobre esta importante via metabólica foi recentemente ampliado pela equipe de pesquisa, liderada por Elisabeth Knust, Diretora Emérita do MPI-CBG, em sua publicação na revista Plos Genetics. Conscientes da notável conservação dessa via metabólica e dos genes que a regulam, eles usaram moscas como um sistema modelo para desvendar o papel de metabólitos individuais na saúde da retina. Os pesquisadores analisaram quatro genes – cinábrio, cardeal, branco e escarlate – nomeado após cores anormais dos olhos após sua perda em moscas. “Como a via da quinurenina é conservada de moscas para humanos, perguntamos se esses genes regulam a saúde da retina independentemente de seu papel na formação do pigmento”, diz Sarita Hebbar, uma das principais autoras do estudo.
Para descobrir isso, os cientistas usaram uma combinação de genética, mudanças na dieta e análises bioquímicas de metabólitos para estudar diferentes mutações da mosca da fruta, Drosophila melanogaster. Sofia Traikov, coautora, desenvolveu um método para análise bioquímica dos metabólitos da via da quinurenina. Isso permitiu que os pesquisadores vinculassem diferentes níveis de metabólitos ao estado de saúde da retina. Eles descobriram que um metabólito, 3-hidroxiquinurenina (3OH-K), é prejudicial à retina. Mais importante, eles puderam mostrar que o grau de degeneração é influenciado pelo equilíbrio entre 3OH-K tóxico e metabólitos protetores, como o ácido quinurênico (KYNA), e não apenas por suas quantidades absolutas. Sarita continua: “Também alimentamos dois desses metabólitos com moscas normais (não mutantes) e descobrimos que o 3OH-K aumentava o dano retiniano induzido pelo estresse, enquanto o KYNA protegia a retina dos danos relacionados ao estresse”. Isso significa que a saúde da retina em certas condições pode ser melhorada alterando a proporção de metabólitos da via da quinurenina.
Além disso, visando esses quatro genes e, portanto, quatro etapas distintas dentro da via, os pesquisadores foram capazes de demonstrar que não apenas o acúmulo de 3OH-K como tal, mas também sua localização na célula e, portanto, sua disponibilidade em outras reações, é importante para a saúde da retina.
“Este trabalho mostra que a via da quinurenina é importante não apenas na formação do pigmento, mas também que o nível de metabólitos individuais cumpre papéis importantes na manutenção da saúde da retina”, diz Elisabeth Knust, que supervisionou o estudo. Ela conclui: “No futuro, a proporção dos vários metabólitos e os locais específicos de seu acúmulo e atividade devem ser levados em consideração em estratégias terapêuticas para doenças com função prejudicada da via da quinurenina, observada em várias condições neurodegenerativas”.
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