Os médicos do Heart Center do Bonn University Hospital usaram sua pesquisa ba¡sica para descobrir como uma protea­na pode ser usada para influenciar a comunicação entre células individuais. Os resultados são uma abordagem importante no futuro para melhor tratar doenças como a arteriosclerose (vasos calcificados), que causa infarto do mioca¡rdio. O estudo foi publicado online com antecedaªncia no “Journal of Extracellular Vesicles” e a versão impressa aparecera¡ em breve.

O corpo humano consiste em um número inimaginavelmente grande de células. Os estudos cienta­ficos atuais assumem cerca de 40 trilhaµes de células, dependendo do peso e do tamanho dos humanos. A fim de desempenhar sua função no corpo da melhor maneira possí­vel, a grande maioria das células se unem. Juntos, eles formam tecidos, órgãos e maºsculos, entre outras coisas. O pré-requisito mais importante para uma boa interação das células éa comunicação mais eficaz entre elas.

“Para que as células se comuniquem efetivamente umas com as outras, elas precisam de um carteiro para transportar informações de uma canãlula para a outra”, explica o Dr. Andreas Zietzer, cardiologista do Centro do Coração do Hospital Universita¡rio de Bonn. “a‰ justamente essa função que as chamadas vesa­culas extracelulares assumem.” Por muito tempo, essas vesa­culas tiveram apenas uma importa¢ncia biológica menor. Supunha-se que as células apenas usam as vesa­culas para se livrar de protea­nas supanãrfluas e outras molanãculas, portanto, elas são uma espanãcie de depa³sito de lixo celular. Sabe-se agora, no entanto, que as vesa­culas são amplamente responsa¡veis ​​pela comunicação intercelular.

O princa­pio das vesa­culas éfa¡cil de explicar: elas são liberadas como vesa­culas de membrana extremamente pequenas - com apenas cerca de dois milanãsimos de mila­metro de tamanho - pelas células do nosso corpo e podem ser captadas e usadas por outras células. Zietzer descreve a função crucial das vesa­culas: "Como carteiros, transportam diferentes conteaºdos e, assim, permitem a troca de informações entre as células".

Além de protea­nas e lipa­dios, a¡cidos nuclanãicos (RNAs) também são enviados durante esse processo de comunicação. Esses RNAs são ca³pias da informação genanãtica e são necessa¡rios para a execução da informação genanãtica. Os médicos da Universidade de Bonn concentraram suas pesquisas principalmente nos chamados microRNAs, que são usados ​​para ajustar a ativação e desativação de genes.

"Uma vez que os microRNAs tem uma grande influaªncia na biologia das células, as vesa­culas podem influenciar funcionalmente as células receptoras dependendo de sua carga especa­fica", diz Zietzer. Porque dependendo de qual microRNA se acumula nas vesa­culas, a informação que étransportada pelas vesa­culas também muda e, com ela, o efeito nas células receptoras que as retem e sua carga.

“Seria um grande avanço para cientistas e médicos se eles pudessem controlar quais informações são transportadas entre as células e quais não são”, diz Zietzer, olhando para o futuro. "Exatamente esta intervenção na comunicação canãlula a canãlula dificilmente foi investigada atéagora."

O grupo de trabalho em torno do Dr. Andreas Zietzer, Dr. Rabiul Hosen e Privatdozent Dr. Felix Jansen (chefe do grupo de trabalho), do Centro do Coração do Hospital Universita¡rio de Bonn, agora consegue usar células humanas para explicar um novo mecanismo de como funciona a classificação de certos RNAs dentro das vesa­culas. Para fazer isso, os cientistas usaram um espectra´metro de massa para examinar mais de 3.000 protea­nas e mais de 300 microRNAs que já estavam contidos em vesa­culas e prontos para serem transportados para outras células.

Os três pesquisadores conseguiram mostrar que uma determinada protea­na de ligação a RNA ("hnRNPU" para abreviar) retanãm os microRNAs na canãlula doadora como uma esponja e, assim, garante que eles não sejam embalados em vesa­culas e transportados para outra canãlula pode. Exatamente o oposto éverdadeiro quando essa protea­na especial édesligada: neste caso, háuma maior liberação de microRNAs, que são cada vez mais compactados nas vesa­culas.

"A protea­na de ligação ao RNA hnRNPU assume, assim, o papel de um porteiro que decide quais e quantos microRNAs são liberados da canãlula remetente para transporte a  canãlula receptora e quais não são", Andreas Zietzer resume os resultados da pesquisa. Esta função permite que a protea­na hnRNPU tenha um grande impacto na comunicação entre as células.

As observações tem grande potencial terapaªutico: Zietzer, Hosen e Jansen foram capazes de mostrar que a transferaªncia de certos microRNAs atravanãs das vesa­culas pode ser controlada aumentando ou reduzindo a quantidade de hnRNPU nas células doadoras. Dessa forma, microRNAs que promovem a regeneração podem ser liberados ou retidos de forma direcionada e, assim, ter um efeito positivo ou negativo na capacidade regenerativa das células vasculares doentes”, diz Zietzer, ao comentar a intervenção na comunicação celular. Isso éde importa¢ncia médica crucial, uma vez que a capacidade regenerativa das células vasculares em vasos doentes e calcificados (arteriosclerose) já élimitada nos esta¡gios iniciais.

Zietzer, Hosen e Jansen agora querem usar suas descobertas sobre a comunicação intercelular por meio de vesa­culas extracelulares: "a‰ conceba­vel, ligando e desligando localmente a protea­na hnRNPU, enviar um 'enxame' de vesa­culas promotoras de regeneração em partes sauda¡veis ​​do sistema vascular, que são então absorvidos por áreas vasculares já danificadas e podem acelerar a regeneração nessas áreas. Em situações cra­ticas - por exemplo, após um infarto - isso pode favorecer o processo de cicatrização do paciente ”, diz Zietzer sobre os benefa­cios concretos dessa pesquisa ba¡sica.

Mais estudos de aplicabilidade estãosendo realizados. Resultados de pesquisas atuais sugerem que esse mecanismo também éde grande releva¢ncia na interação entre doenças carda­acas e renais.

Os custos de pesquisa de cerca de 300.000 euros foram suportados pela Fundação Alema£ de Pesquisa, a Sociedade Alema£ de Cardiologia, a Fundação Corona e a Faculdade de Medicina da Universidade de Bonn.