Notícia

Obesidade altera arquitetura molecular das células hepáticas; estrutura reparadora reverte a doença metabólica

Fonte

Universidade Harvard

Data

terça-feira, 15 março 2022 20:20

Áreas

Nutrição Clínica. Nutrição Coletividades. Saúde Pública

As células usam sua arquitetura molecular para regular suas funções metabólicas, e reparar a arquitetura das células doentes para um estado mais saudável também pode reparar o metabolismo, de acordo com um estudo liderado por pesquisadores da Harvard T.H. Chan School of Public Health.

“Doença metabólica crônica, que inclui obesidade, diabetes e doenças cardiovasculares e hepáticas, é o maior problema de saúde pública global”, disse o Dr. Gökhan Hotamışlıgil, professor de genética e metabolismo James Stevens Simmons na Harvard Chan School e diretor do Sabri Ülker Center para Nutrientes, Genética e Pesquisa Metabólica. “O mecanismo regulador fundamental que descobrimos pode ser usado para avaliar a suscetibilidade – ou resistência – de indivíduos a um estado de doença como a obesidade e determinar quais etapas, como dieta, nutrientes ou jejum, reduzirão, eliminarão ou exacerbarão esses estados. Podemos imaginar toda uma nova gama de estratégias terapêuticas visando a arquitetura molecular, semelhante à restauração de um edifício doente ou à prevenção de sua deterioração”.

O estudo foi publicado online na revista científica Nature.

Liderado pelos pesquisadores Dr. Güneş Parlakgül e Dra. Ana Paula Arruda do Sabri Ülker Center, o estudo comparou amostras de fígado de camundongos saudáveis ​​e magros com amostras de camundongos obesos com doença hepática gordurosa. Usando várias plataformas computacionais – inteligência artificial, aprendizado de máquina, aprendizado profundo e redes neurais – e imagens de alta resolução usando microscopia eletrônica de varredura focado por feixe de íons, o Dr. Parlakgül, a Dra. Arruda e colegas do Howard Hughes Medical Institute geraram reconstruções tridimensionais de estruturas especializadas, chamadas organelas, dentro das células e fizeram uma análise comparativa da arquitetura das organelas e da organização das células hepáticas de amostras magras e obesas. Através dessas análises, a equipe determinou que a obesidade leva a alterações dramáticas na arquitetura molecular subcelular, particularmente no retículo endoplasmático (ER), uma organela envolvida na criação e formação de proteínas e lipídios.

A equipe então restaurou parcialmente a estrutura do ER usando tecnologias que podem reparar moléculas e proteínas que podem remodelar as membranas celulares – que também repararam o metabolismo das células. As células restauradas pareciam normais, controlavam o metabolismo de lipídios e glicose muito melhor e permaneceram livres de estresse e mais responsivas aos estímulos.

“O resultado foi realmente impressionante – quando a estrutura é reparada, o metabolismo da célula também é”, disse a Dra. Arruda. “O que estamos descrevendo aqui é uma maneira totalmente nova de controlar o metabolismo através da regulação da arquitetura molecular, que é fundamental para a saúde e a doença”.

As imagens produzidas a partir desta pesquisa também são a visualização mais detalhada até o momento de estruturas subcelulares enquanto as células ainda estão intactas em seu ambiente tecidual. Outros pesquisadores criaram imagens semelhantes antes, mas principalmente em células únicas ou em cultura.

“Imagens de alta resolução e análise baseada em aprendizado profundo nos ajudaram a ver que a regulação estrutural do ambiente intracelular e da arquitetura das organelas é um componente-chave da adaptação metabólica. Visar este regulamento pode oferecer oportunidades terapêuticas para tratar doenças metabólicas, como diabetes e doença hepática gordurosa”, disse o Dr. Parlakgül.

Para o Dr. Hotamışlıgil, os visuais são surpreendentes. “Fiquei hipnotizado pela complexidade, beleza e harmonia das construções no espaço interno extremamente lotado de uma célula”, disse ele. “É como assistir a uma obra-prima artística enquanto viaja para o centro de uma célula.”

Outros pesquisadores da Harvard Chan School envolvidos nesta pesquisa incluem Erika Cagampan, Nina Min, Ekin Güney, Grace Yankun Lee e Karen Inouye.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Harvard (em inglês).

Fonte: Harvard T.H. Chan School of Public Health.   Imagem: Gökhan Hotamışlıgil/Sabri Ülker Center for Nutrient, Genetic, and Metabolic Research e Refik Anadol, Refik Anadol Studios, LA.

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