Os investigadores da Northwestern Medicine descobriram que um subconjunto de protea­nas nas mitoca´ndrias das células do cérebro e do coração tem vida longa, apoiando a estabilidade a longo prazo da arquitetura do complexo mitocondrial.

O estudo, publicado no Journal of Cell Biology , foi conduzido por Jeffrey Savas, Ph.D., professor assistente do Departamento de Neurologia da Divisão de Neurologia Comportamental Ken & Ruth Davee, da Divisão de Medicina da Divisão de Nefrologia e Hipertensão e da Farmacologia.

Trabalhos anteriores liderados por Savas e publicados na Science descobriram que protea­nas complexas de poros nucleares em neura´nios pa³s-mita³ticos tem vida excepcionalmente longa e persistem por meses em cérebros de camundongos e ratos. Essas protea­nas, chamadas de protea­nas de vida longa, ou LLPs, fornecem estabilidade e estrutura de longo prazo ao poro nuclear e, subsequentemente, ao envelope nuclear dos neura´nios; entretanto, esse conceito nunca havia sido considerado para outras organelas intracelulares, atéagora.

Por exemplo, o funcionamento adequado das mitoca´ndrias - organismos responsa¡veis ​​pela produção de energia dentro da canãlula - era pensado anteriormente para depender da renovação de protea­nas . No entanto, no estudo atual, os cientistas usaram marcação de isãotopos e espectrometria de massa para descobrir que um subconjunto de protea­nas mitocondriais tinha vida longa em tecidos enriquecidos em células pa³s-mita³ticas , incluindo células cerebrais e carda­acas . Essas protea­nas se concentram em um subcompartimento da mitoca´ndria chamado cristas, dobras altamente estruturadas dentro da membrana mitocondrial interna que são essenciais para a respiração celular e a homeostase.

"Sempre que vocêlaª sobre mitoca´ndrias, elas são retratadas como essas organelas muito dina¢micas que são continuamente remodeladas e renovadas", disse Ewa Bomba-Warczak, Ph.D., pa³s-doutoranda no laboratório Savas e primeira autora do estudo.

“A identificação de protea­nas de vida longa nas mitoca´ndrias éimportante e bastante inesperada, pois contraria a ideia central de que as mitoca´ndrias são organelas dina¢micas que estãoconstantemente sendo viradas e substitua­das”, acrescentou Savas.

Demonstrando ainda mais suas descobertas, os pesquisadores usaram uma técnica chamada cross-linking para estudar as interações protea­na-protea­na em mitoca´ndrias isoladas de corações e cérebros de camundongos. Usando espectrometria de massa, eles descobriram que a reticulação ocorreu entre duas protea­nas antigas ou duas protea­nas recentemente sintetizadas, mas que essas protea­nas novas e antigas não se intercambiaram.

Savas disse que suas descobertas podem sugerir que, uma vez que as cristas são formadas em uma mitoca´ndria altamente metaba³lica, as protea­nas de vida longa podem se unir para garantir altos na­veis de produção de energia.

Agora, os pesquisadores estãoestudando como a estabilidade dessas cristas afeta a persistaªncia de longo prazo das mitoca´ndrias, onde nas células essas mitoca´ndrias contem essas protea­nas antigas e de longa vida, e como essas descobertas podem ser usadas para melhorar a compreensão da saúde humana e doena§as.