A biologia celular e seu caráter interdisciplinar

No dia 28 de março, a ABC realizou o Simpósio “A Biologia Celular no Brasil: passado, presente e futuro”, ocorrido na sede da Academia,no Rio de Janeiro. O encontro, coordenado pelo Acadêmico e professor titular do Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho  da UFRJ Wanderley de Souza , em colaboração com a professora titular do Instituto de Ciências Biomédicas da UFRJ Claudia Mermelstein, contou com a participação de diversos cientistas que discutiram a importância da biologia celular em áreas como a genética, a biologia do desenvolvimento, a medicina e outras.

 

Confira a matéria publicada no site da Academia Barsileira de Ciências:

 

No último bloco de palestras, os Acadêmicos titulares Sérgio Pena  (UFMG), Rafael Linden  (UFRJ) e Patrícia Bozza (Fiocruz) e o membro afiliado Rodrigo Nunes da Fonseca  (UFRJ-Macaé) apresentaram um pouco da área em que atuam e comentaram como a biologia celular se conecta a elas.

A interface entre a biologia celular e a genética

 

Membro titular da ABC, da Academia Mundial de Ciências (TWAS, na sigla em inglês), da Academia Mineira de Medicina (AMM) e da Academia Mineira de Pediatria (AMP), Sérgio Pena é professor titular do Departamento de Bioquímica e Imunologia da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) e diretor do Laboratório de Genômica Clínica da Faculdade de Medicina da instituição. Seus estudos se concentram na diversidade genômica e evolução humana, além da formação e estrutura da população brasileira.

Pena falou sobre a genômica clínica, isto é, o uso do sequenciamento do genoma para realizar diagnósticos e pesquisas sobre doenças genéticas mendelianas, que são doenças causadas pela mutação na sequência do DNA de um único gene, gerando uma anomalia que será transmitida segundo as leis de Mendel. Para realizar tal diagnóstico, é utilizado o exoma, a parte expressa do genoma que codifica os genes estruturais. Esse exoma é então “filtrado” a fim de procurar a variante genética responsável pela doença a ser investigada.

Para exemplificar, o professor apresentou dois estudos de caso que definiram “novas” doenças. No primeiro deles, foi descoberta uma variação no gene KCNA2, que gera um quadro de atraso intelectual e convulsões musculares. Isto permitiu a definição de uma nova canelopatia (doença de canais iônicos - proteínas que ficam na membrana da célula e por onde passam íons entre o meio extracelular e intracelular). No outro caso, Pena mostrou uma variação no gene STAG2, responsável por codificar uma das partes que compõe a proteína coesina – proteína que une as cromátides irmãs e dá forma de X aos cromossomos. Dessa variação foi definida uma nova coesinopatia, que resulta no nascimento de indivíduos com baixa estatura, limitação intelectual e certo grau de dimorfismo facial. Por fim, o Acadêmico apontou que, embora existam inúmeras pesquisas na área, ainda não se sabe qual impacto 52% dos nossos genes têm sobre o genoma.

O papel da biologia celular no estudo dos príons

 

Na sequência, Rafael Linden falou sobre príons, agentes infecciosos responsáveis pelas encefalopatias espongiformes e que são compostos inteiramente por proteínas em forma aberrante. O nome príon, cunhado pelo cientista estadunidense Stanley B. Prusiner, vem do rearranjo das letras iniciais do termo em inglês proteinaceous infection, que em português significa “infecção proteica”.

Membro titular da ABC, Linden é professor titular da UFRJ e chefe do Laboratório de Neurogênese. Pioneiro na pesquisa básica em neurodegeneração e neuroproteção no Brasil, criou e coordena o projeto do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Terapia Gênica (Intergen). Atua nas áreas de neurociências, fisiologia celular e biologia do desenvolvimento.
Ele deu um exemplo bastante conhecido de doença priônica: a encefalopatia espongiforme bovina, conhecida popularmente como doença da vaca louca, que é transmissível entre espécies diferentes, algo que não é comum nas doenças causadas por príons.

O príon consiste quase que totalmente da PrP (Prion Protein, “proteína príon” em português), que existe tanto na forma normal, como na forma infectante, e o que define se esta proteína se tornará patogênica é uma mudança em sua estrutura secundária. Outra razão que justifica o interesse na forma normal da Proteína Príon (PrPC) é o fato de que pesquisas recentes mostram que ela também pode apresentar ação neurodegenerativa, associada às doenças de Alzheimer e Parkinson, por exemplo.

A biologia celular da inflamação

 

A médica Patricia Bozza comentou como a biologia celular se relaciona ao processo inflamatório. Ela é membro titular da ABC e pesquisadora titular do Instituto Oswaldo Cruz (IOC/Fiocruz), onde desenvolve estudos que procuram descobrir como o corpo responde às infecções, especialmente entre pessoas obesas ou com câncer.

A Acadêmica destacou que a inflamação é um mecanismo essencial do organismo para lidar com lesão e/ou estresse tecidual e, quando ocorre de forma regulada, é também uma forma de recuperar e reestruturar os tecidos após esta lesão e/ou estresse. Em sua apresentação, Patricia focou em organelas celulares chamadas corpúsculos lipídicos, organelas armazenadoras de lipídios que estão presentes no citoplasma das células de todos os organismos e são de caráter altamente hidrofóbico. “Sabe-se que estas estruturas estão envolvidas na síntese de mediadores lipídicos ligados aos processos inflamatórios e que, nessas situações, há um aumento importante no tamanho e na quantidade desses corpúsculos”, explicou Bozza.

O mais curioso, porém, é que alguns patógenos desenvolveram mecanismos para “sequestrar” corpúsculos lipídicos a fim de usá-los para a própria sobrevivência dentro da célula infectada, garantindo a continuação da infecção. Isso acontece, por exemplo, na infecção do vírus da dengue, além de infecções causadas por protozoários e bactérias. Estudos preliminares sugerem que isso acontece também em células neuronais infectadas pelo vírus da zika.

A pesquisadora destacou a importância na pesquisa dessas interações pois, entendendo esse funcionamento, é possível desenvolver maneiras de inibir a formação desses corpúsculos, travando, assim, a replicação dos patógenos infecciosos dentro da célula.

 

A interface entre a biologia celular e a biologia do desenvolvimento

 

Por fim, o membro afiliado Rodrigo Nunes da Fonseca traçou paralelos entre a biologia celular e a biologia do desenvolvimento, sua área de trabalho. Membro afiliado da ABC (2017-2021), Fonseca é professor e diretor do Núcleo em Ecologia e Desenvolvimento Socioambiental da Universidade Federal do Rio de Janeiro (Nupem-UFRJ), no campus Macaé. O Acadêmico dedica-se ao estudo da vida dos insetos causadores de doença, como o vetor da dengue, o mosquito Aedes aegypti, e também de pragas agrícolas, como o besouro da farinha. Nos últimos anos tem pesquisado a biologia evolutiva do desenvolvimento (Evo-Devo).

Trazendo um panorama histórico de pesquisas nas duas áreas, Fonseca destacou um ponto de pesquisa comum em ambas: a busca no entendimento da diferenciação celular, ou seja, como, a partir de um “bolo celular” indiferenciado, as células adquirem composições, formas e funções específicas. Para evidenciar as relações entre as duas áreas, o cientista falou sobre algumas das pesquisas realizadas em seu laboratório na UFRJ em Macaé e destacou os estudos com drosófilas, um gênero de moscas, nos quais busca entender as vias de sinalização envolvidas na gastrulação, nome dado a uma das etapas do desenvolvimento embrionário. Ao finalizar, Fonseca apontou que, além da história comum, as duas áreas também utilizam, cada vez mais, métodos muito similares de estudo, como os screenings e as técnicas em microscopia.

Leia outras matérias sobre o evento:

A biologia celular no Brasil: passado, presente e futuro

Biologia celular: inúmeras aplicações

 

(Juliana Salles para NABC)

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