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Pesquisadores da Universidade da Pensilvânia solucionaram um mistério de décadas com uma molécula chave que pode ser explorada para o tratamento de diversas doenças. Os cientistas descobriram como a coenzima NAD+ é transportada para a mitocôndira. Antes, acreditava-se que a mitocôndria de mamíferos não era capaz de realizar o transporte da molécula de NAD+.
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No artigo publicado na revista Nature, os pesquisadores explicam que o enigma girava em torno do dinucleótido de nicotinamida e adenina (NAD+). O NAD+ (grave este nome) é uma coenzima fundamental no metabolismo celular, capaz de produzir energia celular para o organismo. Um baixo nível de NAD+ é uma marca do envelhecimento e tem sido associada a doenças de distrofia muscular e insuficiência cardíaca, por exemplo.
Os cientistas não sabiam como o NAD+ chegava à mitocôndria. Segundo Joseph A. Baur, coautor do estudo, “Fazia tempo que nós sabíamos o papel crítico do NAD+ na mitocôndria, mas a questão de como ele chegava lá foi deixada sem resposta”. De acordo com a descoberta, um gene chamado de SLC25A51 é quem dita o transporte da coenzima para a mitocôndria, onde a energia dos nutrientes é convertida em energia química para a célula. O SLC25A51 já era previsto como um transportador, porém sua “carga” era desconhecida.
Mitocôndrias são responsáveis pela produção de maior parte da energia das células pelo processo de respiração celular. Créditos: CreVis2/iStock
Nos experimentos laboratoriais, os pesquisadores isolaram a mitocôndria de uma célula humana e mediram os níveis de NAD+ após eliminar ou superexpressar o gene SLC25A51. Usando “biossensores” de NAD+ direcionados às mitocôndrias, eles perceberam que uma mudança no nível de manifestação do SLC25A51 controlava especificamente os níveis de NAD+ nas mitocôndrias. Logo, o gene foi tido como o transportador.
“Nós observamos que a perda de manifestação de SLC25A51 alterou dramaticamente a capacidade da mitocôndria de consumir oxigênio e gerar ATP, bem como transportar NAD+ para a matriz. Além disso, em colaboração com o laboratório de Cambronne, fomos capazes de demonstrar que a manifestação de SLC25A51 restaurou o transporte mitocondrial NAD+ em leveduras sem seus endógenos de transporte NAD+ mitocondriais”, afirmou Luongo.
Tratamento de doenças
Atualmente, os níveis de NAD + podem ser direcionados em vários tratamentos de doenças; mas, tem sido uma abordagem mais abrangente, onde os níveis são aumentados ou diminuídos em todas as partes da célula, correndo o risco de alterações não intencionais da manifestação de genes ou outros tipos de metabolismos. Esse estudo é o primeiro caso publicado onde os pesquisadores identificaram um alvo específico e reduziram os níveis apenas na mitocôndria e em nenhuma outra parte da célula.
Ativar o mecanismo de transporte pode fazer com que as células favoreçam um estado de respiração para produzir energia, em vez da glicólise. Diferentes tipos de câncer, por exemplo, dependem fortemente da glicólise, então, criando um ambiente não favorável sem aquele metabolismo pode ser uma estratégia. Ou, ao contrário, pode ser possível negar as células mitocondriais altamente respiratórias NAD+, então elas são forçadas a depender de glicólise.
Pesquisa abre possibilidades para estudos de tratamentos de doenças como insuficiência cardíaca. Créditos: sudok1/iStock
O coração precisa de uma quantidade abundante de energia produzida pela mitocôndria para fornecer sangue para o tecido periférico. Um grande contribuidor da insuficiência cardíaca é a disfunção mitocondrial. Então, ao mudar para um metabolismo mais oxidativo, mirando na capacidade da mitocôndria de transportar NAD+, pode-se aumentar a resistência e melhorar a função cardíaca do coração que está falhando.
A pesquisa ainda está no início, mas uma porta foi aberta para novas investigações centradas na NAD+ mitocondrial e seu gene. “Uma abordagem para alterar especificamente a piscina de NAD+ mitocondrial é algo que muitos pesquisadores vêm procurando, então eu esperaria ver este gene direcionado em uma infinidade de sistemas,” disse Baur. “Eu acredito que isso será uma ferramenta muito valiosa para nos ajudar a entender melhor a função do NAD+ mitocondrial e seu potencial terapêutico.”
Fonte: Eurekalert
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