Ciência e Tecnologia
publicado em 10/05/2011 às 13h38:00
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Foto: Scripps Research Institute
Ardem Patapoutian e Bailong Xiao, responsáveis pelo o estudo
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Ardem Patapoutian e Bailong Xiao, responsáveis pelo o estudo

Pesquisadores do Scripps Research Institute, nos Estados Unidos, descobriram uma proteína sensível à temperatura dentro de células do sistema imunológico que, quando acionada, permite que o cálcio se derrame e ative uma resposta imunológica. Este processo pode ocorrer enquanto a temperatura sobe, como durante uma febre, ou quando ela cai - como quando as células imunes são "chamadas" do interior quente do corpo para um local mais frio de lesão na pele.

O estudo é o primeiro a encontrar tal sensor em células do sistema imunológico - especificamente nos linfócitos T, que desempenham um papel central na ativação das células imunes às matadoras. A proteína, STIM1, anteriormente conhecida como retículo endoplasmático (ER) sensível ao cálcio, que se pensava ser importante na função imunológica e que agora os cientistas mostram que é também um sensor de temperatura.

"A temperatura tem um efeito profundo em todos os processos biológicos, incluindo as respostas imunes, mas surpreendentemente pouco se sabe sobre as moléculas nas células imunológicas que sentem as mudanças de temperatura", disse o pesquisador principal do estudo, Ardem Patapoutian, professor no Scripps Research. "Aqui nós mostramos que a STIM1 sente a temperatura e que tem um impacto profundo sobre as células do sistema imunológico".

Esta é a segunda família de moléculas termossensíveis que o laboratório de Patapoutian revelou. A equipe isolou e caracterizou três dos seis membros do potencial de receptor transiente (TRP) da família de canais de íon - os chamados termoTRPs. "Essas proteínas traduzem a temperatura, que é um estímulo físico, em um sinal químico - íons fluindo para as células", disse Patapoutian. "Os TermoTRPs funcionam principalmente em neurônios sensoriais especializados que retransmitem informações sobre a temperatura ambiental para o cérebro".

Neste estudo, os pesquisadores se voltaram para as células imunológicas para procurar por sensores de temperatura. "as células do sistema imunológico podem experimentar mudanças dramáticas de temperatura sob ambas as condições: normais ou fisiopatológicas", disse o primeiro autor Bailong Xiao, um associado de pesquisa no laboratório de Patapoutian. "A temperatura cai significativamente quando, por exemplo, as células imunológicas movem-se da temperatura de 37°C do baço para a pele, onde normalmente a temperatura é de 33°C. Durante a febre, a temperatura no centro do corpo pode chegar a 41°C". Os cientistas discutiram por décadas sobre se a febre é benéfica para o sistema imunológico. Os pesquisadores acreditam que a identificação de um sensor molecular de temperatura dentro das células do sistema imunológico fornece um novo caminho para abordar tais questões de forma mecanicista.

A equipe de pesquisa, que incluiu Bertrand Coste e Jayanti Mathur, também do laboratório Patapoutian, descobriu que a STIM1 pode ser ativada pelo calor com um alto grau de sensibilidade à temperatura. Ambas a STIM1 e uma proteína da membrana plasmática porosa conhecida como Orai1 foram recentemente identificadas como componentes essenciais da chamada liberação de cálcio de cálcio ativado (CRAC) do canal. Mas a STIM1 não tinha sido conhecida por ser sensível ao calor, até esta pesquisa, de acordo com Xiao.

O processo funciona assim: as proteínas STIM1 estão localizadas no retículo endoplasmático, que é a organela que armazena o cálcio dentro da célula. Quando uma mudança súbita de temperatura ocorre, as proteínas STIM1 juntam-se e transferem-se para perto da membrana plasmática. Lá, esses aglomerados, em seguida, podem ativar a Orai1, o que leva à abertura do poro do canal e a um fluxo de cálcio para ativar a célula. O cálcio é essencial para uma série de funções celulares e, em células do sistema imunológico, um fluxo sustentado de cálcio ativa a expressão gênica e a proliferação celular. Isto deixa a célula imunológica "ligada", disse Xiao.

A função da STIM1 e da Orai1 já havia sido conhecida por ser essencial à função imunológica, disse Xiao. Mutações em genes que codificam uma destas proteínas levam ao desenvolvimento de imunodeficiência combinada severa (SCID), a doença chamada de "síndrome de Bubble Boy", caracterizada pela total ausência de imunidade.

Dado o padrão de expressão relativamente amplo da STIM1, os pesquisadores sugerem que a STIM1 também pode funcionar como um sensor de temperatura de outros tecidos além do sistema imunológico, incluindo a pele, o cérebro, os músculos esqueléticos, e até mesmo das plaquetas no sangue, sendo que em todos os casos elas poderiam experimentar mudanças de temperatura moderadas, mas significativas. Por exemplo, o influxo de cálcio mediado pela STIM1 induzido pela temperatura pode ajudar as células musculares a se remodelarem após o exercício, Xiao explicou. "Nós sabemos que o cálcio é muito importante para a fisiologia e remodelação do músculo esquelético. A temperatura pode subir nos músculos esqueléticos quando eles são exercitados".

O mesmo princípio pode estar trabalhando em plaquetas no sangue, onde a STIM1 também é encontrada e desempenha papéis importantes, disse ele. Quando as plaquetas se deslocam para a superfície da pele para reparar um corte, a mudança na temperatura pode ativar a STIM1, o que pode contribuir para a ativação plaquetária, resultando na formação de um coágulo, disse Xiao.

Enquanto sentir a temperatura é essencial para a sobrevivência e para um metabolismo eficiente, ainda não está claro se e como essas descobertas podem ser clinicamente traduzidas, disse Patapoutian. "É muito cedo para fazer previsões sobre as implicações dessas descobertas, mas a STIM1 e a Orai1 são de interesse para a indústria farmacêutica devido ao seu papel na imunodeficiência".

Fonte: Isaude.net
   Palavras-chave:   Sistema imunológico    STIM1    TermoTRP    Temperatura    Cálcio   
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