Mapeando proteínas cilia lança luz sobre doenças infantis raras e distúrbios genéticos

Anexado a quase todas as células humanas, há uma estrutura semelhante a uma antena conhecida como cílio primário, que detecta o ambiente da célula e controla como ela responde aos sinais de seus arredores. Novas pesquisas dos EUA e da Suécia mapearam e identificaram centenas de proteínas que compreendem essas estruturas, contribuindo com novas idéias para futuras pesquisas sobre biologia ciliar, mecanismos de doenças e potenciais terapias.

Publicação na revista, CélulaPesquisadores do Kth Royal Institute of Technology e da Universidade de Stanford usaram imagens avançadas e técnicas baseadas em anticorpos para mapear proteínas dentro de cílios primários em três tipos de células humanas.

Eles analisaram mais de 128.000 cílios individuais e identificaram 715 proteínas localizadas em diferentes partes do cílio responsáveis ​​por detectar sinais mecânicos ou químicos, como hormônios. Esses cílios primários são distintos dos cílios móveis, responsáveis ​​pelo movimento de fluidos ou células.

A professora Emma Lundberg, pesquisadora de proteômica celular e clínica do Instituto Real de Tecnologia KTH, diz que o estudo também identificou um possível gene por trás de vários distúrbios ligados a falhas do cílio. Isso pode levar a distúrbios que afetam muitas partes do corpo, desde o cérebro e os olhos até os rins e ossos.

Além disso, os pesquisadores descobriram 91 proteínas que nunca haviam sido vinculadas a cílios.

O estudo expande o entendimento atual dos cílios, lançando -os como processadores altamente adaptáveis ​​e versáteis da informação, que ajustam sua composição de proteínas para atender às necessidades da célula a que pertencem.

“As células parecem personalizar a composição de proteínas de seus cílios para que eles executem tarefas de detecção específicas”, diz ela. “Essas proteínas ciliares recém-descobertas inspiram muitas novas hipóteses sobre cílios”.

Com os médicos do Instituto Karolinska em Estocolmo, a equipe explorou a relevância clínica de suas descobertas comparando sua lista de proteínas com dados genéticos de pacientes com síndromes não diagnosticadas. Ao fazer isso, eles encontraram uma variante genética, CREB3, em uma criança com sintomas semelhantes a ciliopatias.

O principal autor do estudo, Jan Hansen, pesquisador do laboratório que Lundberg lidera em Stanford, diz que essa descoberta abre as portas para identificar novos genes causadores de doenças e melhor compreensão de distúrbios raros.

Também pode levar a uma maior precisão no diagnóstico de ciliopatias, uma classe de distúrbios genéticos onde um gene doente leva à disfunção cilia.

“Pacientes apresentam sintomas diversos, como seis dedos por mão, déficits mentais, cegueira ou defeitos nos rins”. Hansen diz. Mas vincular doenças raras aos cílios tem sido limitada devido à dificuldade em estudar a composição da proteína cilia.

“Nosso atlas espacial das proteínas de cílios pode contribuir para uma melhor compreensão e diagnóstico de distúrbios raros da ciliopatia, nos quais os pacientes apresentam sintomas muito diversos”.

Os dados do estudo estão disponíveis ao público através do Atlas de proteínas humanas, um recurso aberto para cientistas e clínicos em todo o mundo.

“Acredito forte na ciência aberta e estamos orgulhosos de compartilhar esses resultados abertamente com a comunidade de pesquisa”, diz Lundberg.