A proteína disferlina protege e molda a membrana das células do músculo cardíaco

Pesquisadores do Heart Center do University Medical Center Göttingen (UMG) liderados por Priv.-Doz. Dr. Sören Brandenburg identificou uma proteína que desempenha um papel central na adaptação do coração ao aumento do estresse. Os resultados do estudo foram publicados em Pesquisa de Circulação.

O batimento cardíaco é realizado por células especializadas do músculo cardíaco chamadas cardiomiócitos, que não conseguem se dividir nem se renovar. Como resultado, a perda de um grande número destas células, como no caso de doenças do músculo cardíaco ou de um ataque cardíaco, leva a um comprometimento permanente do músculo cardíaco.

Os cardiomiócitos consistem em um complexo sistema de membrana que está sujeito a alto estresse mecânico durante as contrações do músculo cardíaco. A chamada rede de túbulos T dentro das células, que consiste em tubos de membrana eletricamente excitáveis ​​que estão envolvidos na condução de sinais elétricos e na liberação intracelular de cálcio para a contração do músculo cardíaco, é particularmente suscetível.

O risco de danos ou morte dos cardiomiócitos aumenta se o coração for submetido a estresse prolongado, por exemplo, no caso de hipertensão. O coração tem que trabalhar mais para bombear o sangue para as artérias contra o aumento da pressão. O aumento da carga de trabalho induz um aumento dos cardiomiócitos, também conhecido como hipertrofia, que por sua vez pode levar a danos na membrana.

Neste contexto, uma equipa liderada por Priv.-Doz. Sören Brandenburg, médico sênior do Departamento de Cardiologia e Pneumologia do Centro Médico Universitário de Göttingen (UMG), e o Prof. Stephan Lehnart, chefe do grupo de pesquisa “Biofísica Celular e Cardiologia Translacional” do UMG Heart Center, investigaram a proteína disferlina, já conhecida por estar associada a doenças musculares.

Os investigadores de Göttingen pretendiam esclarecer o papel específico da disferlina nos cardiomiócitos, nomeadamente no que diz respeito à adaptação das células à sobrecarga de pressão. Eles descobriram que a proteína desempenha um papel decisivo na estabilização e reparação das membranas celulares dos cardiomiócitos.

“A disferlina protege os cardiomiócitos reparando rapidamente os danos ao sistema de membrana causados ​​por contrações periódicas e sobrecarga de pressão, e permite que as células se adaptem ao aumento do estresse, formando novas estruturas de membrana. Essas descobertas podem abrir caminho para novas abordagens terapêuticas”, diz o Dr. Brandemburgo.

Os pesquisadores usaram microscopia STED (depleção de emissão estimulada) de alta resolução para analisar a disferlina ao longo das estruturas da membrana dentro dos cardiomiócitos.

Esta microscopia óptica inovadora permitiu identificar a posição exata e a função da disferlina, especialmente ao longo da rede de túbulos T. Além disso, técnicas de microscopia eletrônica foram utilizadas para analisar nanodomínios de membrana e as conexões entre diferentes organelas celulares responsáveis ​​pela liberação intracelular de cálcio.

O estudo foi possível graças a colaborações estreitas no âmbito do Cluster de Excelência de Göttingen “Bioimagem multiescala: de máquinas moleculares a redes de células excitáveis ​​(MBExC)”.

Com base nas novas descobertas, os cientistas de Göttingen estão agora a trabalhar em novas estratégias de tratamento para pacientes que sofrem de insuficiência cardíaca ou estão em risco de sofrer um ataque cardíaco. “Os resultados poderão permitir-nos abrandar ou mesmo parar a progressão das doenças cardíacas”, diz o Dr. Brandenburg.

Fornecido por Georg-August-Universität