As células do corpo, como macrófagos e osteoclastos, têm uma notável capacidade de se transformarem para realizar tarefas essenciais. Os macrófagos são células imunológicas que protegem o corpo engolindo micróbios nocivos ou limpando células mortas, enquanto os osteoclastos são grandes células ósseas que ajudam a manter os ossos saudáveis, quebrando o tecido ósseo antigo. O mistério da rapidez com que estas células mudam de forma há muito que fascina os cientistas. Jiro Takido e Dra. Naoko Nonaga, da Showa Medical University, mostram que padrões estruturais especiais chamados ondas de actina podem ser fundamentais. Seu trabalho foi publicado no International Journal of Molecular Sciences.
Dr. Takito explicou a motivação para a pesquisa: “Os fagócitos desempenham suas funções organizando novas subestruturas. Durante a fagocitose, os macrófagos engolfam e degradam patógenos e células apoptóticas formando o copo fagocítico e o fagossomo. Membrana”. A fagocitose é o processo pelo qual as células engolfam e digerem substâncias indesejadas, e as células apoptóticas são simplesmente células moribundas que o corpo deve remover.
Quando os macrófagos encontram um objeto estranho em um ambiente bidimensional, eles formam ondas móveis feitas de actina, uma proteína estrutural que ajuda a moldar a célula (Fig. B). Essas ondas viajam pela superfície, reorganizando o córtex de actina e remodelando o endoesqueleto da membrana. À medida que as ondas viajam, elas separam a parte interna da superfície celular da borda externa, criando zonas onde novos vasos podem assumir o controle (Fig. C). Em termos simples, essas ondas criam novos aparatos na superfície da célula que são mais adequados para capturar e digerir o que a célula precisa para se livrar.
Os cientistas apontaram uma notável semelhança entre as estruturas construídas por essas ondas de actina nos macrófagos e aquelas formadas nos osteoclastos durante a remodelação óssea. A zona de selamento dos osteoclastos, um anel espesso que permite a fixação ao osso, é muito semelhante à zona contrátil dos macrófagos. Ambos dependem de pequenas estruturas celulares chamadas podossomos, pequenos pontos de fixação que ajudam as células a aderir e empurrar contra as superfícies, e em uma rede de actina em constante mudança. Isto sugere que, apesar de desempenharem funções muito diferentes – defesa imunitária contra a remodelação óssea – os dois tipos de células podem basear-se no mesmo princípio básico.
Dr. Tagito e Dr. Nonaga mostraram como essas estruturas se agrupam em camadas, começando com pequenas alças de actina que se movem rapidamente e duram apenas alguns segundos (Fig. D). Esses ciclos evoluem para grandes ondas que duram alguns minutos e eventualmente se transformam em grandes zonas que permanecem ativas por horas ou até dias. Este processo de estratificação permite que a célula permaneça flexível, ao mesmo tempo que cria estruturas fortes e duráveis. Como explicou Takito, “as estruturas dinâmicas formadas a partir de ondas de actina são organizadas através da integração anexial de subestruturas auto-organizadas e oscilantes, com a esteira de F-actina estimulando sua formação e manutenção”. A esteira F-actina refere-se ao processo pelo qual os filamentos de actina crescem em uma extremidade enquanto se contraem na outra, gerando força por meio do acoplamento mecanoquímico.
Takido e Dr. Nonaka acreditam que essas descobertas vão além das células do sistema imunológico e das células ósseas. Outros tipos de células, como células da pele ou células nervosas, usam ondas de actina quando precisam mudar de forma, mover-se ou dividir tarefas dentro de sua estrutura. Para os osteoclastos, isto ajuda a explicar como o osso é constantemente renovado e mantido saudável. No caso dos macrófagos, isto revela como as células imunitárias são capazes de ajustar rapidamente a sua superfície para capturar e destruir partículas nocivas.
Os especialistas observam que a grande lição aqui é que as ondas de actina representam um princípio universal na biologia. As células os utilizam para se organizarem sem a necessidade de instruções externas. A compreensão deste princípio pode ajudar os cientistas no futuro a desenvolver tratamentos para doenças como infecções ou osteoporose que perturbam o sistema imunológico ou desequilíbrios ósseos. Ao mostrar como padrões de atividade em pequena escala podem moldar o comportamento celular em grande escala, o estudo traz uma nova clareza sobre como funcionam as menores unidades de vida.
Nota de diário
Takito J., Nonaka N. “Formação de domínios de membrana via ondas de actina: um princípio básico para a formação de estruturas dinâmicas em fagócitos.” Revista Internacional de Ciências Moleculares, 2025; 26(10):4759. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms26104759
