Cientistas descobrem válvula de transbordamento nas células relacionada à Doença de Parkinson

Assim como pias e banheiras possuem ralos de transbordamento para evitar derramamentos, as células humanas parecem ter um mecanismo semelhante de proteção. Um novo estudo realizado por cientistas da Universidade de Ciências Aplicadas Bonn-Rhein-Sieg (H-BRS), da LMU Munique, da TU Darmstadt e da Nanion Technologies, publicado na PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences), revela esse sistema protetor. Sob a liderança do Professor Christian Grimm (LMU Munique) e do Dr. Oliver Rauh (H-BRS), a equipe decifrou a função há muito debatida do canal iônico TMEM175. Suas descobertas sugerem que, dentro dos lisossomos, esse canal atua como uma válvula de transbordamento, evitando que o ambiente se torne ácido demais.

Lisossomos e o Controle da Acidez Celular

Os lisossomos são pequenas estruturas envoltas por membranas que funcionam como centros de reciclagem da célula. Eles degradam moléculas grandes em blocos de construção mais simples que a célula pode reutilizar. Para que esse processo ocorra adequadamente, os lisossomos devem manter um ambiente ácido.

O pH mede a concentração de prótons (H+) em uma solução, e valores de pH mais baixos indicam níveis mais altos de prótons. Uma proteína especializada bombeia prótons para dentro dos lisossomos para criar essa acidez. No entanto, manter o equilíbrio certo exige proteínas adicionais embutidas na membrana lisossomal. O estudo destaca o TMEM175 como um jogador fundamental nesse ajuste.

A equipe de pesquisa acredita que, em células saudáveis, o TMEM175 ajuda a manter o nível ideal de acidez, permitindo que a degradação de resíduos ocorra de forma eficiente. Quando mutações afetam esse canal, a regulação do pH fica comprometida. Como resultado, as proteínas não são adequadamente degradadas, o que pode levar à morte das células nervosas. Pesquisas anteriores ligaram problemas na função lisossomal ao envelhecimento e a doenças neurodegenerativas, como o Parkinson. “Nosso estudo estabelece que o canal iônico TMEM175 desempenha um papel decisivo aqui”, afirma o Dr. Oliver Rauh.

Canal Iônico TMEM175 Transporta Potássio e Prótons

Durante anos, os cientistas se perguntaram onde o TMEM175 estava localizado nas células e qual era sua função real. Seu nome simples, que significa proteína transmembrana 175, reflete o quanto se sabia inicialmente. Com o tempo, o interesse no TMEM175 cresceu à medida que evidências o conectavam a doenças neurodegenerativas, especialmente ao Parkinson.

Os pesquisadores eventualmente confirmaram que o TMEM175 é um canal iônico que move partículas carregadas através da membrana lisossomal. No entanto, persistiu o debate sobre se ele transportava principalmente íons de potássio ou prótons, e como esses movimentos afetavam a função celular em estados saudáveis e doentes.

Um Sensor de pH que Ajusta o Fluxo de Prótons

“Eu trabalhei em muitos canais iônicos, e o TMEM175 é de longe o mais estranho de todos”, diz o Dr. Oliver Rauh, que se transferiu da TU Darmstadt para a H-BRS para trabalhar na colaboração de pesquisa CytoTransport. “Quando começamos o projeto há cerca de seis anos, assumiu-se que o TMEM175 era um canal de potássio. Sua função era completamente desconhecida. Agora conseguimos demonstrar que o TMEM175 não apenas conduz íons de potássio, mas também prótons, e, portanto, está diretamente envolvido na regulação do pH — isto é, na concentração de prótons — no interior dos lisossomos.”

“A maioria dos experimentos foi realizada utilizando o método de patch clamp”, explica Christian Grimm, um especialista em técnicas que medem a atividade elétrica nas membranas lisossomais. Esse método permitiu que a equipe analisasse como o canal se comporta sob diferentes condições. Seus resultados mostram que o TMEM175 pode detectar quando a acidez atinge um nível crítico e ajustar o fluxo de prótons em conformidade.

“Nossas descobertas criam uma base importante para uma melhor compreensão dos processos funcionais nos lisossomos e da função do canal TMEM175, que era contestada até agora”, afirmam os autores. “Ao mesmo tempo, nossos insights sobre a proteína TMEM175 oferecem uma estrutura-alvo promissora para o desenvolvimento de medicamentos para tratar ou prevenir doenças neurodegenerativas como o Parkinson.”