As mitocôndrias são organelas que mudam de forma notáveis ​​que há muito são entendidas como as usinas de força dentro de nossas células. Mas relativamente pouco se sabe sobre como a fissão e a fusão constantes desses minúsculos geradores de energia afetam a função das células-tronco e a regeneração dos tecidos.
Agora, uma nova pesquisa convincente do laboratório do Dr. Mireille Khacho na Faculdade de Medicina da Universidade de Ottawa revela um papel de destaque para a dinâmica mitocondrial dentro das células-tronco musculares adultas – aquelas células únicas e primitivas que servem como matéria-prima do corpo para renovação e reparo muscular.

Publicado hoje em Cell Stem Cell , o estudo descobriu que as transições de forma das mitocôndrias à medida que se alongam e se dividem estão de fato regulando o estado dormente das células-tronco musculares adultas.

As novas descobertas podem ser uma revelação importante porque as células-tronco musculares adultas – que normalmente existem em um estado dormente conhecido como quiescência – são essenciais para a estabilidade do tecido. A dormência é crucial para a longevidade dessas células e elas exigem um equilíbrio delicado. Eles são despertados de seu estado protetor quando ativados para renovação e ao reparar o tecido que sofre uma lesão ou foi corroído por uma doença.

Em essência, seu laboratório sugere um amplo repertório para mitocôndrias. Eles não apenas atuam como sensores e comunicadores internos, mas sua fragmentação desempenha um papel importante na manutenção e no funcionamento geral das células-tronco. Através de uma série de manipulações com um modelo único de camundongo, os pesquisadores mostraram que a proteína essencial de modelagem mitocondrial OPA1 regula o estado adormecido das células-tronco musculares adultas. E a perda crônica dessa proteína e a fragmentação persistente levam a defeitos graves nas células-tronco musculares.

A equipe do Dr. Khacho diz que as descobertas mostram pela primeira vez que a proteína OPA1 – um dos principais reguladores da fusão mitocondrial – é essencial para a manutenção e função das células-tronco musculares. Eles montaram uma conexão entre o esgotamento das células-tronco e as mitocôndrias se tornando desequilibradas e disfuncionais.

"Este artigo é uma combinação de descobrir mecanismos fisiológicos e, em seguida, usar isso para explicar o que pode dar errado em doenças e envelhecimento", diz o Dr. Khacho, professor assistente de uOttawa no Departamento de Bioquímica, Microbiologia e Imunologia que ocupa a Cátedra de Pesquisa do Canadá. em Dinâmica Mitocondrial e Medicina Regenerativa.

O papel da pequena estrutura é um tanto contra-intuitivo. Geralmente, a fragmentação das mitocôndrias é um fenômeno destrutivo para as células nos tecidos, explica o Dr. Khacho. Mas em seus experimentos com células-tronco musculares adultas, sua equipe descobriu que sua fragmentação também serve como um mecanismo fisiológico que ativa a sinalização para o núcleo. Ele faz isso aumentando os níveis de um peptídeo antioxidante chamado glutationa. Ainda mais intrigante é que eles descobriram uma nova função para esse peptídeo:ele atua como uma molécula sinalizadora que medeia o crosstalk entre as mitocôndrias e o núcleo.

"A interrupção das mitocôndrias pode ser a razão pela qual perdemos nossas células-tronco em meio a doenças e envelhecimento", diz o Dr. Khacho. “Se você tem um cenário em que você tem uma dinâmica mitocondrial desequilibrada, o que pode acontecer em doenças e no envelhecimento, o que aconteceria em última análise é que suas células-tronco perderiam sua dormência protetora e se esgotariam com o tempo”.

Os insights da equipe certamente serão de profundo interesse para os cientistas que estudam uma série de doenças degenerativas relacionadas aos músculos, bem como fraqueza e atrofia muscular durante o envelhecimento. Além disso, pode eventualmente ajudar a abrir caminho para estratégias terapêuticas para modificar a dinâmica mitocondrial e a função das células-tronco para restaurar o potencial regenerativo dos tecidos.

Isso é significativo porque a degeneração muscular é uma das principais causas de incapacidade em todo o mundo. As descobertas que lançam luz sobre a contribuição das rupturas mitocondriais para as disfunções das células-tronco adultas podem ser um passo em direção aos esforços para restaurar o potencial regenerativo do músculo em doenças degenerativas e envelhecimento. + Explorar mais

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