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Jornal da USP online

Técnica que usa luz para induzir célula doente ao suicídio é aperfeiçoada

Publicado em 06 novembro 2018

Por Júlio Bernardes

No Instituto de Química (IQ) da USP, pesquisa buscou controlar o destino de células doentes ativando mecanismos de morte celular regulada. Os cientistas utilizaram luz e compostos que absorvem luz (fotossensibilizadores), os quais atuam em locais específicos nas células (mitocôndrias e lisossomos), levando à sua total destruição a partir de pequenos danos iniciais. A descoberta poderá aperfeiçoar a terapia fotodinâmica (PDT), utilizada no tratamento do câncer e de infecções. O estudo foi realizado no Centro de Pesquisa de Processos Redox em Biomedicina (Cepid Redoxoma), sediado no IQ.

Em geral, os compostos fotossensibilizadores absorvem luz e transferem energia para formar substâncias com grande reatividade química, as quais causam danos irreversíveis às células. “Eles podem levar a célula a morrer de forma descontrolada, no caso de dano muito severo, também chamada de necrose”, conta o professor Maurício Baptista, coordenador da pesquisa. “Podem ainda induzirem a ativação de mecanismos de morte programada ou de reparos que acabam por levar a célula a morrer também, mas de forma menos drástica que na necrose”.

A PDT pode induzir a morte celular de várias formas. “Isso depende de diversos fatores, como o tipo de célula tumoral, a estrutura dos compostos fotossensibilizantes, a dose de luz e a concentração do próprio composto”, afirma Baptista. “Hoje se alcança praticamente qualquer tecido com luz e consequentemente qualquer doença que envolva proliferação celular descontrolada pode ser tratada pela PDT, mas principalmente câncer e lesões pré-canceríginas, infecções por microorganismos e vírus e degenerescência da mácula ligada a idade, doença que afeta a retina e pode levar a perda da visão”.

De acordo com o professor, as pesquisas procuram aprimorar a eficiência dos fotossensibilizadores. “Os estudos identificam as maneiras que esses compostos matam células tumorais ou agentes infecciosos da forma mais elegante, sem causar danos nos tecidos vizinhos e com a menor quantidade possível de luz e do próprio fotossensibilizador”, destaca.

Autofagia

A autofagia é um mecanismo para a sobrevivência celular, baseado na degradação e reciclagem de organelas no seu interior, mantendo a célula estabilizada frente ao estresse nutritivo ou mesmo oxidativo. “Células com mecanismo autofágico funcional têm uma sobrevida maior, do que células com autofagia defeituosa, que tendem a envelhecer rapidamente e a morrer com maior facilidade”, explica Baptista. “Células tumorais necessitam de forma mais contundente da autofagia para sobreviver, pois seus mecanismos celulares não são tão bem controlados. Consequentemente, atualmente busca-se novas drogas antitumorais identificando moléculas que afetam a autofagia “.

Pequenos danos induzidos pela luz, em locais específicos da célula (que regulam os mecanismos de morte celular), levam à sua destruição de forma contundente – Foto: John Crawford/Domínio Público via Wikimedia Commons

A mitocôndria é a organela responsável pela manutenção dos níveis de energia das células e também tem papel central nos mecanismos de sinalização que definem se ela pode continuar viva ou se deve morrer (mecanismos regulados de morte celular). “Ela necessita de processamento e reciclagem constante, então tem um mecanismo de ativação da autofagia (mitofagia), pronto para agir quando há algum problema”, descreve o professor. “O lisossomo é a organela que executa a digestão de mitocôndrias danificadas”.

A pesquisa demonstrou que danos específicos nas membranas da mitocôndria ativam a mitofagia. “Paralelamente, danos nas membranas dos lisossomos inibem a execução da autofagia”, aponta Baptista. “Esses dois processos combinados conduzem a célula à morte de forma contundente, e em decorrência de danos iniciais muito pequenos, mas bem localizados”. As conclusões são apresentadas em artigo publicado na revista Autophagy.

O estudo foi realizado inicialmente como projeto de mestrado de Nayra Fernandes Santos, e desenvolvido em parceria com a Waleska Martins, também pesquisadora do CEPID Redoxoma, que foi pós-doutoranda no laboratório e atualmente professora da Universidade Anhanguera de São Paulo. O trabalho teve também a participação do professor Luis Gustavo Dias, da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP) da USP, nos cálculos teóricos. O Redoxoma é um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID), apoiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp).

Mais informações: e-mail baptista@iq.usp.br, com o professor Maurício Baptista