Os cientistas acabaram de encontrar a fonte de energia oculta das células cancerígenas

Os achados ajudam a explicar como as células cancerígenas sobrevivem a manoplas mecânicas complexas, como rastejar através de um microambiente tumoral, deslizando para vasos sanguíneos porosos ou suportando o ataque da corrente sanguínea. A descoberta do mecanismo pode levar a novas estratégias que fixam as células cancerígenas antes que elas se espalhem.

Pesquisadores do Centro de Regulação Genômica (CRG) em Barcelona fizeram a descoberta usando um microscópio especializado que pode comprimir células vivas com apenas três mícrons de largura, cerca de um tiro o diâmetro de um cabelo humano. Eles observaram que, que, poucos segundos após serem espremidos, as mitocôndrias nas células HeLa correm para a superfície do núcleo e bombearem em ATP extra, a fonte de energia molecular das células.

“Isso nos obriga a repensar o papel das mitocôndrias no corpo humano. Eles não são essas baterias estáticas que alimentam nossas células, mas mais como socorristas ágeis que podem ser convocados em situações de emergência quando as células são literalmente pressionadas ao limite”, diz a Dra. Sara Sdelci, autora co-correspondente do estudo.

As mitocôndrias formaram um halo tão apertado que o núcleo diminuiu para dentro. O fenômeno foi observado em 84 % das células cancerígenas da HeLa confinadas, em comparação com praticamente nenhuma em células flutuantes e não compactadas. Os pesquisadores se referem às estruturas “nomes”, para mitocôndrias associadas ao núcleo.

Para descobrir o que o NAMS fez, os pesquisadores implantaram um sensor fluorescente que acende quando o ATP entra no núcleo. O sinal subiu cerca de 60 % em três segundos da espremida das células. “É um sinal claro de que as células estão se adaptando à tensão e religando seu metabolismo”, diz o Dr. Fabio Pezzano, co-primeiro autor do estudo.

Experimentos subsequentes revelaram por que o surto de energia é importante. O aperto mecânico coloca o DNA sob estresse, encaixando fios e emaranhando o genoma humano. As células dependem de equipes de reparo com fome ATP para afrouxar o DNA e alcançar locais quebrados para consertar os danos. As células espremidas que receberam o impulso extra do ATP reparado em poucas horas, enquanto aquelas sem pararam de dividir adequadamente.

Para confirmar a relevância para a doença, os pesquisadores também examinaram biópsias de tumores de mama de 17 pacientes. Os Halos NAM apareceram em 5,4 % dos núcleos em frentes invasoras de tumores versus 1,8 % no núcleo de denso tumor, uma diferença três vezes. “Ver essa assinatura nas biópsias dos pacientes nos convenceu da relevância além do banco de laboratório”, explica o Dr. Ritobrata (Rito) Ghose, co-primeiro autor do estudo.

Os pesquisadores também foram capazes de estudar a engenharia celular que possibilita a corrida mitocondrial. Os filamentos de actina, os mesmos cabos de proteína que permitem que os músculos flexionem, compostos ao redor do núcleo, enquanto o retículo endoplasmático lança uma rede semelhante a uma malha. O andaime combinado, o estudo mostra, prende fisicamente os nomes no lugar, formando a estrutura do tipo halo. Quando os pesquisadores trataram células com latrunculina A, um medicamento que desmantela a actina, a formação de NAM entrou em colapso e a maré ATP recuou.

Se as células metastáticas dependem de surtos de ATP acionados por nam, os medicamentos que bloqueiam o andaime podem tornar os tumores menos invasivos sem envenenar amplamente as mitocôndrias e poupar tecidos saudáveis. “As respostas ao estresse mecânico são uma vulnerabilidade subexplorada de células cancerígenas que podem abrir novos caminhos terapêuticos”, diz a Dra. Verena Ruprecht, co-correspondente autora do estudo.

Enquanto o estudo analisou as células cancerígenas, os autores do estudo enfatizam o fenômeno provavelmente é um fenômeno universal na biologia. As células imunológicas espremendo os linfonodos, os neurônios que estendem ramos e as células embrionárias durante a morfogênese experimentam forças físicas semelhantes.

“Onde quer que as células estejam sob pressão, um aumento de energia nuclear provavelmente está protegendo a integridade do genoma”, conclui o Dr. Sdelci. “É uma camada de regulamentação completamente nova na biologia celular, marcando uma mudança fundamental em nossa compreensão de como as células sobrevivem a períodos intensos de estresse físico”.