Uma equipe de pesquisa da Universidade de Kyushu, no Japão, descobriu recentemente um mecanismo baseado em cálcio que desempenha um papel fundamental no descarte de células mortas, esclarecendo como nossos corpos se protegem de lesões e doenças. Em seu estudo, publicado na Current Biology , a equipe revelou como os níveis de íons de cálcio são essenciais para a remoção eficiente de células moribundas ou apoptóticas de tecidos epiteliais (células que revestem a superfície do corpo), usando culturas de tecido epitelial geneticamente modificadas, marcadores moleculares e técnicas avançadas de imagem.

As superfícies dos nossos corpos, incluindo a pele e os órgãos internos , são cobertas por camadas de células epiteliais que agem como barreiras vitais. Quando essas células são danificadas e morrem (apoptose), as células vizinhas rapidamente se unem para empurrá-las para fora e selar quaisquer lacunas pelas quais substâncias estranhas possam entrar e potencialmente levar a infecções ou inflamações. Embora esse processo complexo seja essencial para manter uma barreira epitelial saudável, o mecanismo exato subjacente a ele não estava totalmente claro — até agora.

O estudo, liderado pelo professor Junichi Ikenouchi e seus colegas, Dr. Kenji Matsuzawa e Sr. Yuma Cho, o primeiro autor, da Universidade de Kyushu, também incluiu contribuições de colaboradores da Universidade de Tóquio e da Universidade de Ciências da Saúde de Hokkaido, no Japão.

Para começar, a equipe induziu apoptose em células epiteliais individuais usando um laser focado e observou a resposta nas células ao redor. Eles então observaram como as células próximas reagiram, modificando-as para expressar sondas especiais de íons de cálcio chamadas GCaMP6, o que lhes permitiu visualizar mudanças de cálcio em tempo real.

Curiosamente, eles descobriram que os vizinhos da célula apoptótica apresentaram um pico significativo nos níveis de cálcio, particularmente perto das regiões de membrana que interagem com a célula moribunda. Os pesquisadores chamaram esse fenômeno intrigante de "resposta de cálcio em efetores de extrusão apical (CaRE)".

Investigando mais profundamente esse mecanismo recém-descoberto, a equipe examinou em seguida o papel dos receptores IP3, proteínas presentes dentro das células que ajudam a regular os níveis de íons de cálcio. Eles descobriram que inibir a atividade dos receptores IP3 ou remover completamente seus genes associados impediu a expulsão de células apoptóticas. Análises posteriores usando microscopia eletrônica avançada revelaram que um subconjunto específico de receptores IP3, particularmente aqueles localizados perto de desmossomos, desempenha um papel fundamental no CaRE.

Desmossomos são estruturas de adesão celular que formam fortes conexões entre células, agindo como botões que as mantêm unidas. Eles são especialmente importantes em tecidos como pele e revestimentos de órgãos, ajudando a manter tudo intacto e funcionando corretamente.

Ao garantir que as células vizinhas adiram firmemente, os desmossomos desempenham um papel fundamental na manutenção da estrutura e estabilidade dos tecidos do nosso corpo. A equipe descobriu que a ativação dos receptores IP3 perto dos desmossomos é necessária para desencadear a contração de um grupo de proteínas conhecido como complexo de actomiosina, que ajuda as células a mudar de forma e se mover, facilitando a remoção de células apoptóticas .

"Nosso estudo lança luz sobre um novo papel dos receptores IP3 nos desmossomos, os quais antes eram considerados envolvidos apenas em conexões mecânicas entre células epiteliais", destaca Ikenouchi.

Como este estudo foi conduzido em células cultivadas, a equipe observa que uma análise mais aprofundada do mecanismo CaRE é necessária para determinar se o mecanismo também funciona em organismos vivos, se ele varia entre diferentes tecidos de órgãos e se outros fatores também desempenham um papel.

No geral, este estudo avança nossa compreensão de como nossos corpos mantêm um epitélio saudável, algo que muitos de nós consideramos natural.

"Nossas descobertas fornecem insights valiosos para a compreensão de doenças causadas pela ruptura da barreira epitelial, como dermatite atópica e doença inflamatória intestinal , e podem contribuir para o desenvolvimento de novas medidas preventivas e tratamentos para inflamação crônica", conclui Ikenouchi.