Locutor:
Bem-vindo ao Instituto Salk Onde as Curas Começam podcast, onde os cientistas falam sobre descobertas revolucionárias com seus anfitriões, Allie Akmal e Brittany Fair.

Feira da Bretanha:
Estou aqui hoje com o Dr. Uri Manor. Ele é um cientista da Salk e diretor da Waitt Advanced Biophotonics Core Facility. Dr. Manor, bem-vindo Onde as Curas Começam.

Mansão Uri:
Muito obrigado. Feliz por estar aqui.

Feira da Bretanha:
E só para começar, o que é exatamente o Waitt Advanced Biophotonics Core Facility? É um nome bem longo.

Mansão Uri:
Sim, eu ainda estava tentando descobrir o que é. Não, estou brincando, estou brincando. Hum, então acho que talvez devêssemos começar com o que é uma instalação central. Então, hum, a ciência é muito impulsionada pela tecnologia hoje em dia. Agora, este equipamento é realmente de ponta e é muito complicado e simplesmente não é viável para cada laboratório ter seu próprio equipamento financeiramente ou praticamente. Portanto, essas instalações principais são recursos compartilhados pelos institutos. Portanto, a instalação central de biofotônica é uma instalação onde abrigamos todos os equipamentos de microscopia de última geração, o que nos permite obter imagens de amostras biológicas com resolução realmente alta.

Feira da Bretanha:
Então, é uma instalação de imagem para pesquisa científica.

Mansão Uri:
Exatamente. O que é crítico para entender o que estamos estudando.

Feira da Bretanha:
Por que é importante ser capaz de vê-lo?

Mansão Uri:
Bem, obviamente sou tendencioso porque sou microscopista e diretor do núcleo de biofotônica, mas há uma relação direta entre a estrutura de um sistema biológico e sua função tanto na saúde quanto na doença. Então, para entender como, por exemplo, curar uma doença, você tem que entender como ela funciona. E para entender como funciona, você tem que ver como é montado. Também fazemos imagens ao vivo no centro de biofotônica, para que possamos ver como as coisas estão mudando dinamicamente porque a vida é dinâmica.

Feira da Bretanha:
E você é basicamente um fotógrafo dessas estruturas muito, muito pequenas. Qual o tamanho dessas estruturas que você está vendo?

Mansão Uri:
Eles podem variar de uma única proteína, você sabe, escala de nanômetros até cérebros inteiros ou até mesmo organismos inteiros. Eu acho tão legal que podemos realmente olhar para uma célula e ver como todas as diferentes partes da célula funcionam juntas, como elas interagem umas com as outras. Por exemplo, a célula tem centenas de mitocôndrias e agora, com alguns de nossos microscópios, podemos observar partes de uma única mitocôndria.

Feira da Bretanha:
E por que as mitocôndrias são importantes?

Mansão Uri:
Eles são incrivelmente importantes. Hum, por exemplo, não sei se você já ouviu falar da teoria da endossimbiose. Isso foi apresentado por uma cientista chamada Lynn Margulis. Hum, ela criou essa teoria baseada em muitos e muitos dados de que o que agora chamamos de mitocôndrias costumava ser um organismo separado. Na verdade, foi uma bactéria que são ancestrais unicelulares de alguma forma engolfados. E então se tornou a mitocôndria e eles desenvolveram uma relação simbiótica. Assim, as mitocôndrias fornecem energia para a célula porque elas podem fazer certos tipos de processos metabólicos que nossas células não podem fazer sem elas. Por causa dessa relação antiga, eles não apenas fornecem energia para as células para centros de sinalização incrivelmente importantes. Eles até dizem à célula quando morrer. E se você pensar sobre isso, você sabe, na vida e na morte, uma das coisas mais importantes que uma célula pode fazer é morrer. E o fato de que isso pode ser ditado pelas mitocôndrias quase levanta algumas questões filosóficas interessantes. Quem realmente está comandando o show aqui? Somos nós que usamos as mitocôndrias ou são as mitocôndrias que nos usam? Não sei.

Feira da Bretanha:
Não sabia que as mitocôndrias tinham uma história tão fascinante. Como as mitocôndrias estão decidindo quando uma célula deve morrer ou quais outros processos elas controlam?

Mansão Uri:
Bem, hum, as mitocôndrias foram descritas por outros como o canário na mina de carvão. Eles são um dos primeiros a enviar estresse e danos na célula. Quando eles ficam danificados além do reparo, eles dizem à célula: “hora de ir”. E a célula inicia esta via de morte celular chamada apoptose. Mas as mitocôndrias também desempenham um papel em algo chamado autofagia, que é quando a célula começa a se alimentar. Então, existe o autocanibalismo e existe o suicídio, tudo ditado pelas mitocôndrias. Esse é apenas um exemplo de como eles são importantes. E agora sabemos que as mitocôndrias, se forem excessivamente danificadas ou se houver defeitos nas mitocôndrias, essa é uma das principais associações com a neurodegeneração e o envelhecimento.

Se você colocar uma célula em um microscópio e rotular as mitocôndrias e mantê-la viva e imaginá-la por algum tempo, verá que na verdade existem centenas de mitocôndrias na célula. E eles estão se contorcendo como vermes, não parecendo muito diferentes do que uma bactéria ancestral pode parecer. Parecia que a célula estava cheia dessas bactérias que se moviam independentemente. E eles ainda têm seu próprio DNA.

Feira da Bretanha:
Isso é diferente?

Mansão Uri:
Hum. Sim. Isso é basicamente descendente desse organismo ancestral separado que era a bactéria, que se tornou mitocôndria. Então, na verdade, temos dois genomas em nossos corpos.

Feira da Bretanha:
E você estuda mitocôndrias em seu próprio trabalho?

Mansão Uri:
Sim. Então, para o meu pós-doutorado, estudei uma proteína nas mitocôndrias que ajuda as mitocôndrias a interagir com algo chamado RE, o retículo endoplasmático e algo chamado citoesqueleto de actina. Assim, o citoesqueleto de actina é um esqueleto da célula e produz forças na célula que realmente ditam a forma da célula. É crítico para a migração celular. O citoesqueleto de actina também desempenha um papel na condução da dinâmica mitocondrial e da fissão. Se der errado, isso leva a coisas como neurodegeneração, câncer, distúrbios metabólicos, envelhecimento. Então, sim, é muito importante entendermos como isso acontece. A percepção de que o citoesqueleto de actina está envolvido nisso foi fundamental. Portanto, parte do foco do meu trabalho agora é desenvolver sondas, ferramentas fluorescentes que nos permitem ver como, quando e onde o citoesqueleto de actina realmente interage com a mitocôndria para conduzir a fissão.

Feira da Bretanha:
E é nisso que você está trabalhando atualmente no Salk?

Mansão Uri:
Isso é uma coisa em que estou trabalhando.

Feira da Bretanha:
Então, no que mais você está trabalhando?

Mansão Uri:
Também trabalho com perda auditiva.

Feira da Bretanha:
Oh, isso é muito diferente das mitocôndrias.

Mansão Uri:
Bem, é. E não é.

Feira da Bretanha:
Ok.

Mansão Uri:
Sim. Então, em primeiro lugar, nossa audição é mediada por células, certo? Que possuem mitocôndrias. E uma coisa que estamos descobrindo é que as mitocôndrias, assim como todas as outras coisas descritas, são realmente muito importantes para ditar como uma célula responderá ao envelhecimento. E uma área particular de meu interesse é o ruído. Uh, uma coisa em que estamos trabalhando é tentar entender quais são as semelhanças e diferenças entre ruído induzido, perda auditiva e perda auditiva relacionada à idade. E uma hipótese central é que a perda auditiva relacionada à idade é simplesmente o acúmulo de danos causados ​​pelo ruído ao longo da vida. E há algum tipo de evidência anedótica para isso.

Assim, por exemplo, existe uma tribo no Sudão, bastante isolada de toda a industrialização. Eles não têm nenhum dos ruídos ao seu redor que temos aqui. E esta tribo tem uma perda auditiva muito diferente em função do envelhecimento, então o resto do mundo.

Feira da Bretanha:
Isso é realmente fascinante.

Mansão Uri:
Sim. De qualquer forma, parece-nos que as mitocôndrias são um centro de sinalização chave, para responder ao ruído, e temos alguns dados preliminares usando um medicamento aprovado pela FDA que podemos realmente mitigar o ruído, danos induzidos manipulando essas vias de sinalização mediadas pelas mitocôndrias. . Então, esperamos ser capazes de dar às pessoas uma pílula antes, por exemplo, de soldados saírem para a batalha ou antes de ir a um show que possa realmente reduzir a quantidade de dano que você receberá como resultado disso barulho.

Feira da Bretanha:
Isso seria muito legal. Então, como você se interessou em estudar a perda auditiva?

Mansão Uri:
Na verdade, sou deficiente auditivo.

Feira da Bretanha:
Ah, você é?

Mansão Uri:
Nasci com perda auditiva severa a profunda.

Feira da Bretanha:
Ok.

Mansão Uri:
E eles não descobriram até que eu tinha dois anos e meio.

Feira da Bretanha:
Oh, uau

Mansão Uri:
O que criou alguns problemas para mim no meu desenvolvimento. Então, quando um avião voava acima de mim, quando eu era bebê, eu ouvia e olhava para cima e apontava.

Meu pai era engenheiro aeroespacial e ele realmente percebeu isso. Ele estava animado, tanto faz. Então, obviamente eu podia ouvir alguma coisa, mas quando eles me chamavam, quando eu estava brincando com as coisas, eles diziam: “Uri….Uri….Uri”. Eu não responderia. E finalmente eles gritaram: “URI!!!”

E então, você sabe, eu olharia. Então, eles não entenderam. Eu era, na verdade, tinha uma audição muito ruim até os dois anos e meio. As pessoas são examinadas no nascimento agora, mas quando eu nasci, elas não faziam isso.

Feira da Bretanha:
Então, o que isso significou para você quando foi diagnosticado aos dois anos e meio? Como isso mudou sua vida?

Mansão Uri:
Eu não sabia nenhuma palavra. Então, eu tinha muito o que atualizar e, sabe, há uma citação famosa de Helen Keller. Você sabe, ela era famosa por ser surda e cega. E ela disse que a cegueira separa as pessoas das coisas, a surdez separa as pessoas das pessoas. E acho que ela disse ou insinuou ou disse outros pontos que, se pudesse escolher um, escolheria ouvir.

Sabe, eu estava meio isolado, sabe, e agora sabemos, sabe, que muitos idosos estão realmente perdendo a audição e isso está acontecendo mais cedo para muitas pessoas, por causa de coisas como fones de ouvido e shows de rock e outras coisas, eles começam a ficar deprimidos. Eles não podem ouvir, não podem interagir em um ambiente social. Portanto, tem muitos efeitos cascata em todo o seu bem-estar. Então, eu me sinto muito apaixonado pela perda auditiva e por ser capaz de fazer algo a respeito. E acontece que o ouvido interno, em particular, as células ciliadas, são as células sensoriais do ouvido interno. É incrível imaginar as células mais bonitas do corpo, na minha opinião.

Feira da Bretanha:
Como eles se parecem?

Mansão Uri:
Eles, existem essas células de forma cilíndrica, mas em cima delas, eles têm esse pequeno feixe de cabelo.

É como um tufo de dezenas a centenas de pequenos cabelos individuais, por assim dizer. E eles se moviam para frente e para trás em resposta ao som. E esse movimento é o que envia um sinal elétrico ao cérebro. Mas eles são organizados de uma maneira tão bonita, repetitiva e padronizada. Isso é muito interessante. Então, antes de tudo, dentro de uma única célula, há pelo menos três fileiras de cabelos. E em cada linha, eles têm exatamente o mesmo comprimento. E então a próxima linha, eles são um pouco mais altos e os outros naturais um pouco mais altos. Então é como uma forma de escada. E, você sabe, como fotógrafo, artista, padrões microscopistas e repetição, esses são motivos realmente agradáveis. Essas células ciliadas são simplesmente lindas, mas também em todo o tecido, o todo, toda a cóclea é organizada como um piano de cauda. Onde os cabelos são mais longos em uma extremidade e ficam progressivamente mais curtos em direção à outra extremidade da cóclea. E esses comprimentos são ajustados para a frequência do som que eles detectam.

Feira da Bretanha:
Interessante.

Mansão Uri:
Assim como um piano de cauda, ​​as cordas realmente longas são frequências realmente baixas. As cordas realmente curtas são frequências realmente altas.

A mesma coisa com nossa célula ciliada. Então, há essa organização ampla do tecido, e depois há uma organização subcelular e tudo é mediado por nosso amigo favorito, o citoesqueleto de actina, que mencionei antes. É por isso que sempre me interessei em entender como a célula diz: “este é o tempo que você vai durar. E você vai durar tanto, a propósito, por cem anos.” Porque as pessoas vivem cem anos ou mais e esses cabelos têm que durar tanto tempo.

Feira da Bretanha:
Então, é a mesma célula que você tem quando nasce.

Mansão Uri:
Exatamente. Essas células não se substituem, pelo que sabemos.

Feira da Bretanha:
Ok, então uma vez que acabou, acabou.

Mansão Uri:
Acabou quando acabou, acabou. E é por isso que a perda auditiva é permanente.

Feira da Bretanha:
Entendo.

Mansão Uri:
E progressivo. É um problema realmente interessante. Esses cabelos se reparam sozinhos, eles se substituem? Existe rotatividade? Existe conserto ou eles apenas foram construídos de forma tão robusta que podem durar cem anos, o que é bastante incompreensível.

A maioria das proteínas tem um tempo de vida de minutos a horas. Então as proteínas nesses cabelos devem durar cem anos. Isso é notável por si só.

Feira da Bretanha:
Então, como eles estão fazendo isso?

Mansão Uri:
Como eles estão fazendo isso? Especialmente as crianças estão sendo empurradas para frente e para trás ao longo da vida. Não como se eles estivessem apenas sentados lá, eles não são passivos. Portanto, é um problema muito interessante também. Uma maneira de entendermos como funciona é observando quando não funciona. Portanto, existem ratos que nascem surdos. Existem pessoas que nascem surdas. Muitas vezes eles têm mutações no mesmo gene. E algumas dessas mutações fazem com que esses cabelinhos fiquem bem curtos. Então, eles basicamente não funcionam mais. Então, estamos estudando esses camundongos que tinham estereocílios muito curtos, é assim que esses pelos são chamados de estereocílios. E estamos explorando a possibilidade de usar terapia genética, basicamente genes entregues por vírus para ver se podemos fazer crescer esses cabelos de volta.

Feira da Bretanha:
Interessante.

Mansão Uri:
Portanto, isso tem um uso médico clínico óbvio. E então a outra área é entender, hum, perda auditiva induzida por ruído ou relacionada à idade, onde estamos olhando para esses camundongos à medida que envelhecem e / ou experimentam ruído e tentamos entender o que está acontecendo com as mitocôndrias. Porque eu tenho todas essas coisas diferentes acontecendo, mas todas elas têm aquela linha comum de microscopia avançada de alta resolução.

Feira da Bretanha:
OK. Então, vamos voltar à sua microscopia e você continuou dizendo que é fotógrafo, você é fotógrafo. Então você obviamente está tirando, como eu disse antes, imagens dessas estruturas minúsculas, minúsculas, você já saiu na rua com uma câmera e tirou fotos de coisas grandes também?

Mansão Uri:
Não tanto quanto antes. Em DC, eu tive um show muito legal onde estava fotografando shows.

Feira da Bretanha:
Oh, OK.

Mansão Uri:
Foi muito divertido porque eu pude ir a todos esses shows de graça e ficar na primeira fila e tirar fotos dos artistas. Eu ouço muito música e gosto de música alta. Minha desculpa filosófica é que eu tenho audição provavelmente por um período limitado de tempo porque todo mundo perde a audição com o envelhecimento e eu tenho muito menos para começar, mas enquanto eu tiver, vou aproveitar.

Feira da Bretanha:
Bem, Dr. Manor, muito obrigado por ter vindo ao nosso podcast. Foi um prazer recebê-lo e muito obrigado por estar aqui hoje.

Mansão Uri:
Sim. Obrigado por me receber.

Locutor:
Junte-se a nós na próxima vez para mais ciência Salk de ponta. No Salk, cientistas de renome mundial trabalham juntos para explorar grandes ideias ousadas, desde o câncer até o envelhecimento da doença de Alzheimer e o clima. Onde as Curas Começam é uma produção do Salk Institute's Office of Communications. Para saber mais sobre a pesquisa discutida hoje, visite Salk dot EDU slash podcast.