Algas fornecem novas pistas para o câncer

12 de outubro de 2006

Algas fornecem novas pistas para o câncer

12 de outubro de 2006

La Jolla, CA – Uma alga verde microscópica ajudou os cientistas do Salk Institute for Biological Studies a identificar uma nova função para a proteína retinoblastoma (RB), conhecida por seu papel como supressor de tumores em células de mamíferos. Ao combinar o tamanho da célula com a divisão celular, o RB garante que as células permaneçam dentro de uma faixa de tamanho ideal.

Suas descobertas, que serão publicadas na edição on-line de 12 de outubro do Genética PLoS, mostram que o RB impede a divisão das células antes que atinjam um tamanho mínimo e pode fornecer novos insights sobre as origens do câncer.

“Ter o tamanho certo é muito importante para as células porque a sua fisiologia muda drasticamente quando a relação superfície-volume muda”, explica o autor sênior. James Umen, Ph.D., professor assistente e Hearst Endowment Chair no Laboratório de Biologia Vegetal de Salk. “O corpo humano é composto por trilhões de células, cada uma das quais deve coordenar seu crescimento e divisão para manter o equilíbrio de tamanho”, acrescenta.

Este processo é rigorosamente regulado e qualquer tipo de célula sempre permanecerá dentro de uma faixa de tamanho muito estreita, mas os meios pelos quais o tamanho da célula é determinado permanecem misteriosos. Nas células em proliferação, pensa-se que os mecanismos de controlo denominados pontos de controlo evitam que as células se dividam até atingirem um tamanho específico, mas a natureza dos pontos de controlo revelou-se difícil de dissecar.

Compreender como as células equilibram os processos opostos de crescimento e divisão, a fim de alcançar o controle do tamanho, é mais do que apenas uma busca intelectual fascinante para os biólogos celulares: a perda do controle do tamanho é uma marca registrada das células cancerígenas, que apresentam defeitos graves na regulação do crescimento e da divisão.

“Em células de mamíferos é muito difícil separar o controle do tamanho do controle do ciclo celular porque é muito fácil alterar o tamanho das células como consequência indireta da manipulação das taxas do ciclo celular”, diz Umen.

A minúscula alga unicelular Chlamydomonas reinhardtii forneceu um organismo modelo para estudar a ligação entre o tamanho da célula e o crescimento. Na natureza, o organismo é encontrado em água doce e salobra e em todos os tipos de solo. Os seus parentes próximos adaptaram-se às duras condições encontradas nas fontes termais subaquáticas e até mesmo à vida sob a plataforma de gelo da Antártica. No laboratório, C. reinhardtii tem sido usado para investigar questões agrícolas, relacionadas à energia e médicas.

Chlamydomonas é particularmente adequado como organismo para dissecar os mecanismos de controle por trás do tamanho das células, não apenas por causa de sua simplicidade, mas devido ao seu ciclo celular peculiar: durante uma fase de crescimento prolongada, as células aumentam muitas vezes seu tamanho original e, de repente, dividem-se várias vezes em rápido sucessão. Apesar desta resposta rápida, a divisão celular é rigorosamente controlada por um mecanismo de dimensionamento que garante que as células-filhas nunca sejam demasiado grandes ou demasiado pequenas.

No decorrer de trabalhos anteriores, Umen identificou um homólogo RB codificado pelo mat3 gene em C. reinhardtii e mais tarde descobriu algas equivalentes de outros participantes da via RB em humanos e camundongos. Para analisar sua função em Chlamydomonas, a equipe de Salk isolou células com mutações em membros individuais da via de sinalização RB – e as coisas imediatamente começaram a dar errado.

Explica Umen, “Células com mutações no C. reinhardtii O homólogo RB começa a se dividir prematuramente e continua a se dividir excessivamente, produzindo células-filhas anormalmente pequenas. Mutações nas versões de algas de dois alvos principais do supressor de tumor RB têm exatamente o efeito oposto das mutações RB, resultando em células anormalmente grandes que não se dividem quando deveriam”. Estas descobertas demonstram que, uma vez que as células atingem um tamanho crítico, elas precisam que essas duas proteínas alvo RB se dividam no prazo.

“O interessante para nós é que todo o módulo genético foi conservado, desde algas até plantas e humanos”, diz Umen. “Ele controla a divisão celular há mais de um bilhão de anos. À medida que os organismos multicelulares evoluíram, a via RB foi cooptada para integrar sinais de fatores de crescimento, mas o seu propósito original em células individuais era mais fundamental: acoplar o tamanho da célula à progressão do ciclo celular”, acrescenta.

Recentemente, surgiram evidências de que as células animais também possuem pontos de verificação de tamanho cuja natureza ainda é desconhecida. “Nossos resultados abrem a possibilidade de que a antiga função de controle de tamanho para a via RB que descobrimos em Chlamydomonas pode ainda estar presente nas células animais, mas foi integrada numa rede maior que também responde à entrada extracelular de factores de crescimento. Será um desafio interessante agora dissecar essa função do RB em células animais”, diz ele.

Os pesquisadores que contribuíram para este estudo incluem o pós-doutorado e primeiro autor Su-Chiung Fang, Ph.D., e o assistente de laboratório Chris de los Reyes.

O Salk Institute for Biological Studies em La Jolla, Califórnia, é uma organização independente sem fins lucrativos dedicada a descobertas fundamentais nas ciências da vida, à melhoria da saúde humana e ao treinamento de futuras gerações de pesquisadores. Jonas Salk, MD, cuja vacina contra a poliomielite praticamente erradicou a doença incapacitante poliomielite em 1955, abriu o Instituto em 1965 com uma doação de terras da cidade de San Diego e o apoio financeiro da March of Dimes.