Apesar de um fluxo contínuo de descobertas no campo da medicina, algumas doenças ainda não são passíveis de pesquisa. Os cientistas estão procurando novas idéias em áreas já bem estudadas.
A gaiola é pequena e enorme ao mesmo tempo.À medida que os cientistas se aprofundam nos mecanismos subjacentes a doenças difíceis de curar (como diabetes ou doença de Alzheimer), estão cada vez mais se aproximando das fronteiras do conhecimento científico, buscando respostas para os cantos mais sombrios da ciência.
No entanto, as respostas para perguntas complexas nem sempre são óbvias, mesmo se você as considerar de um ângulo diferente; portanto, retorne ao conhecido de tempos em tempos e revise fatos familiares.
Por exemplo, recentemente um novo corpo foi "aberto" assim, escondido "à vista de todos".
O interstício é um sistema de cavidades cheias de líquido. Agora acredita-se que este seja um dos maiores órgãos do corpo.
Anteriormente, o interstício era considerado algo inconseqüente - algo como cola para apoiar os órgãos "reais" que desempenham funções importantes. No entanto, quando graças às tecnologias avançadas para trabalhar com imagens, foi possível examiná-lo mais de perto - seu tamanho e importância se tornaram aparentes.
Os cientistas estão se perguntando se o novo corpo pode esclarecer a causa da capacidade desagradável de edema, fibrose e câncer se espalhar rapidamente.
É sabido que, em busca de descobertas, podemos precisar testar cada hipótese - olhar sob cada pedra. O Interstitium nos ensina que algumas "pedras" precisam ser viradas muitas vezes em intervalos regulares.
Neste artigo, examinaremos aspectos conhecidos da biologia celular, tentaremos repensá-los e forneceremos maneiras incomuns de entender doenças.
Microtúbulos: mais do que uma estrutura celular
O citoesqueleto é uma complexa rede de proteínas no citoplasma de cada célula. O termo foi usado pela primeira vez por Nikolai Konstantinovich Koltsov em 1903. Um dos principais constituintes do citoesqueleto são as proteínas tubulares longas chamadas microtúbulos.
Os microtúbulos não apenas ajudam a manter a estrutura celular, mas também desempenham um papel crucial na divisão celular e na transferência de compostos ao redor do citoplasma. A disfunção do microtúbulo está associada a condições neurodegenerativas, incluindo aquelas conhecidas como doença de Parkinson e doença de Alzheimer.
Os glomérulos neurofibrilares, que são filamentos anormais da proteína tau, são uma das características da doença de Alzheimer. Geralmente, em combinação com moléculas de fosfato, a proteína tau ajuda a estabilizar os microtúbulos. No entanto, nos neurônios da doença de Alzheimer, as proteínas tau transportam quatro vezes mais fosfato do que o habitual.
A hiperfosforilação reduz a estabilidade dos microtúbulos, a velocidade de sua criação e também pode levar à sua destruição.
Como exatamente uma mudança na produção de microtúbulos leva à neurodegeneração não é totalmente clara, no entanto, os pesquisadores esperam que a intervenção nesses processos um dia ajude a tratar ou prevenir a doença de Alzheimer.
Problemas de microtúbulos não estão relacionados exclusivamente a condições neurológicas. Desde a década de 1990, os cientistas debatem se poderiam ser a causa de alterações celulares que levam a um ataque cardíaco. Um estudo recente sobre esse assunto concluiu que alterações químicas na rede de microtúbulos das células cardíacas as tornavam mais difíceis e menos capazes de contrair como deveriam.
Os autores do estudo acreditam que o desenvolvimento de medicamentos direcionados a microtúbulos pode se tornar uma maneira viável de "melhorar a função cardíaca".
Não apenas usinas
Se você estudou mitocôndrias em um curso de biologia da escola, provavelmente se lembra apenas de que "as mitocôndrias são usinas de energia celular". Atualmente, os cientistas estão se perguntando se as mitocôndrias, descobertas em 1800, podem estar associadas a várias doenças.
A mitocôndria é mais do que apenas uma potência.O papel das mitocôndrias no desenvolvimento da doença de Parkinson recebeu mais atenção.
Ao longo dos anos, várias interrupções em seu trabalho foram implicadas como causas do desenvolvimento da doença de Parkinson. Por exemplo, podem ocorrer interrupções em vias químicas complexas para geração de energia nas mitocôndrias. Outro problema são as mutações no DNA mitocondrial.
As mitocôndrias podem ser danificadas pelo acúmulo de espécies reativas de oxigênio, que são produzidas como um subproduto da produção de energia. E, no entanto, como essas falhas levam a sintomas graves da doença de Parkinson? Afinal, as mitocôndrias existem em quase todas as células do corpo humano.
A resposta parece estar no tipo de células afetadas pela doença de Parkinson: neurônios dopaminérgicos. Essas células são muito suscetíveis à disfunção mitocondrial. Isso se deve em parte ao fato de serem especialmente sensíveis ao estresse oxidativo. Os neurônios dopaminérgicos também são significativamente dependentes do cálcio, um elemento cujo nível é controlado pelas mitocôndrias. Sem controle mitocondrial, as células nervosas dopaminérgicas são desproporcionalmente afetadas.
O papel das mitocôndrias no desenvolvimento do câncer também é discutido. As células malignas se dividem e se multiplicam incontrolavelmente - isso é energeticamente caro, o que significa que o principal suspeito é a mitocôndria.
Além da capacidade das mitocôndrias de gerar energia para as células cancerígenas, elas também ajudam as células a se adaptarem a condições novas ou estressantes. Como as células cancerígenas têm uma capacidade sobrenatural de se mover de uma parte do corpo para outra, se estabelecer em um novo local e continuar a se multiplicar incansavelmente, as mitocôndrias são o principal suspeito aqui.
Além da doença de Parkinson e do câncer, há evidências de que as mitocôndrias estão associadas à doença hepática gordurosa não alcoólica e a algumas doenças pulmonares. Ainda temos muito a aprender sobre como essas organelas trabalhadoras influenciam o desenvolvimento de doenças.
Microbioma - Próximo nível
Bacteriófagos são vírus que atacam bactérias. Não é de surpreender que, com o crescente interesse pelas bactérias intestinais, os bacteriófagos começaram a prestar atenção. Afinal, se as bactérias podem afetar a saúde, significa que matá-las, é claro, também afeta.
As bactérias estão presentes em todos os ecossistemas da Terra. Seu número é difícil de estimar. Os bacteriófagos, no entanto, superam em número; um autor os chama de "quase onipresentes".
Bacteriófago - adicionando complexidade a um já complexoO efeito do microbioma na saúde é uma intrincada rede de interações que estamos apenas começando a desvendar. Se adicionarmos a isso um sup (um conjunto de vírus residentes no corpo humano), a complexidade da tarefa aumentará exponencialmente.
Já sabemos quão grande é o papel das bactérias nas doenças e no estado saudável do corpo. Basta apenas um pequeno passo para entender como os bacteriófagos úteis (específicos para diferentes cepas de bactérias) podem se tornar para a medicina.
De fato, os bacteriófagos já foram usados para tratar infecções nas décadas de 1920 e 1930. No entanto, com o advento dos antibióticos, mais fáceis e baratos de armazenar e produzir, o interesse pelos bacteriófagos diminuiu. No entanto, devido ao perigo de resistência bacteriana aos antibióticos, é possível retornar ao tratamento com bacteriófagos.
Os bacteriófagos também têm uma vantagem importante - eles podem ser específicos para uma cepa de bactérias, em contraste com os antibióticos, que afetam uma ampla variedade de bactérias imediatamente.
Embora o ressurgimento do interesse por bacteriófagos esteja apenas começando, alguns pesquisadores já estão vendo sua aplicabilidade potencial na luta contra doenças cardiovasculares e autoimunes, rejeição de transplantes e câncer.
Velejar em balsas lipídicas
Cada célula é revestida com uma membrana lipídica que permite que alguns produtos químicos entrem e saiam, enquanto outros não. Assim, as membranas lipídicas não são apenas conchas - são complexos proteicos complexos.
As jangadas lipídicas são ilhas separadas no complexo da membrana. Eles contêm canais e outras estruturas. O objetivo exato dessas estruturas está causando um debate acalorado. Os cientistas estão tentando diligentemente descobrir o que eles podem significar para uma série de condições, incluindo a depressão.
Uma membrana lipídica é muito mais que uma membrana.Estudos recentes mostraram que entender como essas regiões funcionam pode nos ajudar a descobrir como os antidepressivos funcionam.
As proteínas G são comutadores de proteínas que transmitem sinal. Eles se desativam quando entram em jangadas lipídicas. Por um lado, quando a atividade da proteína g diminui, a sinalização do neurônio também diminui, o que, teoricamente, pode causar alguns sintomas de depressão. Por outro lado, demonstrou-se que os antidepressivos deslocam as proteínas g das balsas lipídicas, reduzindo assim os sintomas da depressão.
Existem estudos que estudaram o papel potencial das jangadas lipídicas na resistência a medicamentos, metástases no câncer de pâncreas e ovário e uma diminuição nas habilidades cognitivas na doença de Alzheimer.
A estrutura de duas camadas da membrana lipídica foi descoberta pela primeira vez em meados do século passado, no entanto, as balsas lipídicas são uma descoberta relativamente nova. Muitas perguntas sobre sua estrutura e função ainda não foram respondidas.
Bom em embalagens pequenas
As vesículas extracelulares são pequenos sacos que transportam produtos químicos entre as células. Eles servem para se comunicar entre as células e desempenham um papel em processos como coagulação, envelhecimento celular e resposta imune.
Como eles transmitem mensagens aqui e ali, não surpreende que algo possa quebrar, o que significa que as vesículas podem estar potencialmente associadas a doenças.
Além disso, uma vez que eles podem transportar moléculas complexas, incluindo proteínas e DNA, há toda a chance de transportar materiais específicos de doenças, como proteínas envolvidas em doenças neurodegenerativas.
Os tumores cancerígenos também produzem vesículas extracelulares e, embora seu papel ainda não esteja totalmente esclarecido, é provável que ajudem as células cancerígenas a se instalarem em lugares distantes.
Se aprendermos a decifrar esses sinais intercelulares, podemos ter uma idéia dos muitos processos associados às doenças. Teoricamente, tudo o que precisamos fazer é decifrar o código. No entanto, isso não nega a monumentalidade da tarefa.
Algo mais do que apenas coagulação
Se você se lembra do curso de biologia, talvez também tenha uma lembrança fraca de um termo latino estranho - o retículo endoplasmático (ER). Se você tiver sorte, talvez até se lembre de que se trata de uma rede interconectada de cavidades achatadas dentro do citoplasma, localizada perto do núcleo. O ER foi descoberto pela primeira vez sob um microscópio no final do século XIX. Ele está envolvido na coagulação de proteínas e também as prepara para as duras condições de vida fora da célula.
É importante que a coagulação proteica ocorra corretamente; se não for esse o caso, o ER não os transferirá para seu destino final. Durante o estresse, quando o ER trabalha mais intensamente, proteínas dobradas incorretamente podem se formar. Isso causa uma reação chamada resposta de proteína desdobrada (UPR).
O UPR está tentando trazer as células de volta ao funcionamento normal. Limpa a célula das proteínas desdobradas. Para conseguir isso, a produção adicional de proteínas é interrompida, proteínas mal dobradas são destruídas e mecanismos moleculares são ativados para ajudar a interromper a coagulação incorreta.
Se o ER não tiver tempo para retornar a célula ao funcionamento normal e a UPR não puder retornar a situação da proteína ao controle, a célula será destruída pela apoptose - um tipo de suicídio celular. O estresse do ER e a UPR subsequente estão envolvidos em várias doenças, uma das quais é o diabetes.
A insulina é produzida pelas células beta pancreáticas e, como o nível desse hormônio muda ao longo do dia, o estresse do ER aumenta e diminui com ele. Isso significa que as células pancreáticas são muito dependentes do mecanismo UPR.
Estudos demonstraram que o nível elevado de açúcar no sangue tem um efeito estressante na síntese de proteínas. Se a UPR não conseguir lidar, as células beta pancreáticas se tornam disfuncionais e são destruídas pela apoptose. Com o esgotamento das células beta, a insulina não pode mais ser produzida quando necessário - o diabetes se desenvolve.
Nossos dias são um momento emocionante para os envolvidos em biomedicina e, como pode ser visto nesta breve revisão, ainda temos muito a aprender, e uma retrospectiva do que já foi estudado pode ser tão útil quanto alcançar novos horizontes.
Fonte: Tim Newman.
A guerra contra as doenças: Revisitando velhas assombrações. Traduzido por Kostya Sviridov