Os pesquisadores do Walter e do Eliza Hall Institute fizeram avanços significativos no entendimento da protea­na reguladora da morte celular inflamata³ria MLKL e seu papel na doena§a.

Em um trio de estudos publicados hoje na revista Nature Communications , a equipe usou imagens avana§adas para visualizar as principais etapas da ativação do MLKL, revelando detalhes inanãditos sobre como essa protea­na conduz uma forma inflamata³ria de morte celular chamada necroptose. Eles também mostraram pela primeira vez que variantes herdadas de MLKL estãoconectadas a uma doença inflamata³ria humana. Ao examinar as variações de sequaªncia na MLKL humana e comparar a estrutura das protea­nas MLKL de diferentes animais, a equipe também forneceu evidaªncias de que a MLKL estava sujeita a pressaµes evolutivas, potencialmente atravanãs de seu papel na proteção contra infecções.

A pesquisa multidisciplinar foi liderada pelo Dr. Andre Samson, Joanne Hildebrand, Dra. Maria Kauppi, Katherine Davies, Professora Associada Edwin Hawkins, Professora Associada Peter Czabotar, Professora Warren Alexander, Professora John Silke e Professora Associada James Murphy.

A morte celular éuma maneira de o corpo se proteger de doena§as, removendo células indesejadas ou perigosas. Em algumas situações - como infecções virais ou bacterianas - as células moribundas desencadeiam a inflamação para proteger as células vizinhas da infecção. Essa forma de morte celular échamada de 'necroptose' e éfortemente controlada por protea­nas especa­ficas dentro das células.

O professor associado James Murphy disse que a protea­na MLKL era um importante regulador da necroptose. "Enquanto MLKL e necroptose protegem nosso corpo de infecções, a necroptose excessiva tem sido associada a condições inflamata³rias, como doenças inflamata³rias intestinais", disse ele. "Nossa equipe de pesquisa adotou várias abordagens complementares para entender melhor como a MLKL funciona - o que poderia melhorar a compreensão e o tratamento de doenças que envolvem necroptose excessiva".

Um estudo, liderado pelo Dr. Andre Samson, utilizou tecnologias avana§adas de imagem para observar a protea­na MLKL nas células quando submetidas a  necroptose. O Dr. Samson disse que isso identificou dois importantes 'pontos de verificação' na necroptose. "Pudemos ver como a MLKL mudou sua localização quando a necroptose ocorreu, aglomerando-se e migrando para diferentes partes da canãlula a  medida que a canãlula progredia em direção a  morte", disse ele.

"Curiosamente, pudemos ver a MLKL ativada se reunir nas junções entre as células vizinhas - sugerindo potencialmente uma maneira de uma canãlula moribunda desencadear necroptose nas células vizinhas, o que poderia ser uma forma de proteção contra infecções".

A Dra. Joanne Hildebrand e a Dra. Maria Kauppi examinaram as ligações entre alterações na protea­na MLKL e condições inflamata³rias. Hildebrand disse que os pesquisadores do Instituto isolaram uma variante do MLKL que causou uma condição inflamata³ria letal em modelos de laboratório. "Descobrimos que essa forma de MLKL continha uma única mutação em uma regia£o especa­fica da protea­na que a tornava hiperativa, desencadeando necroptose e inflamação", disse ela.

"Pesquisando em bancos de dados gena´micos, descobrimos que variantes semelhantes no gene MLKL humano são surpreendentemente comuns - cerca de dez por cento dos genomas humanos de todo o mundo carregam formas alteradas do gene MLKL que resultam em uma versão mais facilmente ativada e mais inflamata³ria do gene MLKL. a protea­na.

A equipe especulou que a variante pra³-inflamata³ria da MLKL pode estar associada a doenças inflamata³rias. "Examinamos mais de perto os bancos de dados de genomas de pessoas com doenças inflamata³rias para entender a prevalaªncia de variantes da MLKL. De fato, pessoas com uma condição autoinflamata³ria de osteomielite multifocal recorrente crônica (CRMO) tinham muito mais probabilidade de carregar duas ca³pias de uma variante pra³-inflamata³ria do gene MLKL do que as pessoas sem uma doença inflamata³ria. a‰ a primeira vez que alterações na MLKL são associadas a uma doença inflamata³ria humana ", disse o Dr. Hildebrand.

Hildebrand disse que a alta frequência de variantes da MLKL em humanos em todo o mundo sugere que as variantes mais inflamata³rias da protea­na podem ter oferecido um benefa­cio evolutivo em algum momento da história da humanidade. "Talvez ter uma forma mais inflamata³ria de MLKL significasse que algumas pessoas poderiam sobreviver a doenças infecciosas melhor do que aquelas que tinham apenas a forma menos facilmente ativada da protea­na", disse ela.

Em um artigo separado, Katherine Davies liderou uma pesquisa investigando a estrutura tridimensional do MLKL em diferentes espanãcies de vertebrados, usando o Sa­ncrotron Australiano e o Centro de Cristalização Colaborativo CSIRO.

O Dr. Davies disse que geralmente quando uma protea­na éencontrada em diferentes espanãcies de vertebrados, as protea­nas nas diferentes espanãcies tem uma estrutura semelhante que foi conservada durante a evolução. "Para nossa surpresa, as estruturas da MLKL eram bastante diferentes entre as diferentes espanãcies de vertebrados - mesmo entre espanãcies intimamente relacionadas, como ratos e camundongos. De fato, a MLKL de ratos étão diferente da MLKL de ratos que a protea­na do rato não pode funcionar nas células dos ratos - o que ésurpreendente, pois muitas protea­nas são intercambia¡veis ​​entre essas duas espanãcies ", afirmou o Dr. Davies.

"Acreditamos que pressaµes evolutivas, como infecções, podem ter causadomudanças substanciais no MLKL a  medida que os vertebrados evolua­ram. Animais com formas variantes de MLKL podem ter sido capazes de sobreviver a algumas pressaµes melhor do que outros animais, levando as alterações no MLKL a se acumularem, muito mais rapidamente do que em muitas outras protea­nas.

"Juntamente com os dados para variações humanas na MLKL, isso sugere que a MLKL éfundamental para as células equilibrarem a inflamação benanãfica, que protege contra infecções, com a inflamação prejudicial que causa doenças inflamata³rias", disse Davies.

O professor associado James Murphy disse que a pesquisa da equipe começou com o estudo da variante inflamata³ria da MLKL hámais de 13 anos - numa anãpoca em que o papel da MLKL na necroptose não era conhecido.

"Nossas descobertas mais recentes, feitas por uma equipe de pesquisa multidisciplinar, proporcionaram um grande avanço no campo da necroptose, acrescentando detalhes substanciais ao nosso entendimento da MLKL. Isso proporcionara¡ um enorme impulso a uma sanãrie de pesquisas sobre doenças inflamata³rias. Nossa equipe e outros já estãotrabalhando para desenvolver novos medicamentos que possam temperar a inflamação causada por MLKL, que esperamos que seja uma nova abordagem para o tratamento de uma sanãrie de doenças inflamata³rias ", disse o professor associado Murphy.