Um estudo inovador revela como os neutrófilos formam as suas estruturas nucleares únicas, resolvendo um mistério da década de 1880. Esta descoberta poderá revolucionar a terapia imunitária, permitindo a engenharia de células imunitárias com novos formatos nucleares para melhorar as suas capacidades de combate a doenças.
Os cientistas podem ser capazes de direcionar células imunológicas para áreas doentes. Há quase 150 anos, os cientistas descobriram que células sanguíneas especializadas desempenham um papel vital na proteção do sistema imunológico contra infecções e doenças.
Certos grupos destes glóbulos brancos, agora conhecidos como neutrófilos, apresentam um núcleo que é estruturado de forma muito diferente da maioria dos núcleos. A maioria das células apresenta núcleos redondos ou ovais que são rígidos, mas os neutrófilos diferem porque seus núcleos adotam múltiplas estruturas lobulares semelhantes às dos arranjos de pétalas de flores.
Estruturas Nucleares Únicas
Estas formas nucleares únicas permitem que os neutrófilos viajem por todo o corpo para identificar e combater patógenos invasores. Embora muito se saiba agora sobre o papel dos neutrófilos no combate às infecções, a forma como essas estruturas nucleares peculiares são montadas permanece enigmática desde a década de 1880.
Os neutrófilos, células sanguíneas que servem como primeira resposta às bactérias invasoras, apresentam núcleos que – em vez de serem uniformemente redondos como a maioria das outras células – são divididos em múltiplas pétalas ou lóbulos, permitindo-lhes migrar para tecidos densamente povoados. Aqui eles são mostrados na medula óssea humana (células roxas) na companhia de muitos glóbulos vermelhos. Crédito: Dr. Huan-You Wang
Avanço na compreensão
Reportando Natureza, Indumathi Patta, bolsista de pós-doutorado da Escola de Ciências Biológicas da Universidade da Califórnia em San Diego; Ming Hu, da Cleveland Clinic Foundation, decifrou o quebra-cabeça da mudança de forma do núcleo dos neutrófilos.
“Agora sabemos como estas formas nucleares são montadas e é um processo maravilhoso”, disse Murre, um distinto professor do Departamento de Biologia Molecular.
Bolsista de Pós-Doutorado da Escola de Ciências Biológicas da UC, Indumathi Patta. Crédito: UC San Diego
Mecanismo revelado
Usando uma combinação de procedimentos de coloração antigos combinados com técnicas avançadas, denominadas estudos de captura de conformação cromossômica, os pesquisadores revelaram como os núcleos semelhantes a flores são montados. Enquanto os cromossomos das células arredondadas se dobram em feixes empilhados de ADN loops, os genomas dos neutrófilos não possuem tais loops. Notavelmente, quando os investigadores removeram as alças da cromatina, as células progenitoras converteram rapidamente formas nucleares redondas em arranjos de pétalas de flores, como os encontrados nos neutrófilos. Esta simples conversão também foi suficiente para ativar milhares de genes associados a um programa genético inflamatório que permite aos neutrófilos combater bactérias invasoras.
Depois de desvendar a questão da montagem do laço de neutrófilos, os pesquisadores agora acreditam ter as instruções para orientar o desenvolvimento de novas formas nucleares.
Indumathi Patta, bolsista de pós-doutorado da Escola de Ciências Biológicas da UC e professor Cornelis Murre. Crédito: UC San Diego
Implicações para a terapêutica imunológica
“Isto abre potencialmente um novo e excitante capítulo na terapêutica imunitária, uma vez que, teoricamente, deveria ser possível alterar a estrutura nuclear das células imunitárias assassinas para que possam invadir mais facilmente ambientes sólidos e complexos, como os tumores”, disse Murre. “Essencialmente, isso poderia levar à engenharia de novas formas nucleares em células imunológicas efetoras, o que é um novo conceito no desenvolvimento terapêutico.”
Referência: “A morfologia nuclear é moldada por programas de extrusão de loop” 14 de fevereiro de 2024, Natureza.
DOI: 10.1038/s41586-024-07086-9
Os autores do estudo incluem: Indumathi Patta, Maryam Zand, Lindsay Lee, Shreya Mishra, Alexandra Bortnick, Hanbin Lu, Arpita Prusty, Sara McArdle, Zbigniew Mikulski, Huan-You Wang, Christine Cheng, Kathleen Fisch, Ming Hu e Cornelis Murre .
