Os receptores acoplados à proteína G são o alvo principal de um grande número de drogas. Os cientistas de Würzburg agora conseguiram mostrar com mais precisão como esses receptores agem no interior da célula.

O genoma humano codifica centenas de receptores acoplados à proteína G (GPCRs). Eles formam o maior grupo de receptores por meio dos quais hormônios e neurotransmissores exercem suas funções em nossas células. Portanto, eles são da maior importância como alvos de medicamentos:cerca de metade de todos os medicamentos prescritos atuam nesses receptores - e, portanto, os GPCRs ajudam no tratamento de doenças generalizadas, como hipertensão, asma ou Parkinson.

Por muito tempo, os cientistas estavam convencidos de que os GPCRs ficam na superfície da célula e somente a partir daí influenciam a atividade da célula por meio da ativação de várias cascatas de sinalização intracelular. Essa crença foi abalada por uma série de estudos recentes. Esses estudos sugerem que os GPCRs também são ativos no interior da célula. Pesquisadores liderados pelo professor Davide Calebiro do Instituto de Farmacologia e Toxicologia e do Centro de Bioimagem da Universidade de Würzburg forneceram agora um importante apoio a essa teoria. Os resultados do seu trabalho são apresentados na edição atual da revista. Nature Communications .

Em termos simplificados, Os receptores acoplados à proteína G ficam na membrana celular esperando que um hormônio ou neurotransmissor se ligue e, assim, os ative. O sinal é então transmitido dentro da célula, principalmente através da produção de um segundo mensageiro intracelular, como o monofosfato de adenosina cíclico (cAMP curto). Este segundo mensageiro, por sua vez, está envolvido na regulação de um grande número de funções celulares, como a transcrição de genes e divisão celular.

Os receptores também são ativos no interior da célula

"A primeira indicação de que os GPCRs também iniciam a produção de cAMP no interior da célula veio de dois estudos de receptores de hormônios proteicos típicos, "diz Davide Calebiro. Ele e sua equipe foram responsáveis ​​por um desses estudos; eles haviam investigado um receptor importante para a produção de hormônios da tireoide - o chamado receptor do hormônio estimulador da tireoide (TSH)." Esses estudos mostraram independentemente que os GPCRs são capazes de induzir um segundo, fase persistente da produção de cAMP no interior da célula, "disse Davide Calebiro. Na verdade, este fenômeno mostrou-se "biologicamente relevante". Contudo, o mecanismo exato era amplamente desconhecido.

Com seu último estudo, os pesquisadores da Universidade de Würzburg, junto com colegas da Universidade de Birmingham, conseguiram decifrar o que está acontecendo no interior da célula. Como jogador principal, eles identificaram a rede trans-Golgi (TGN), uma rede de túbulos e vesículas associadas ao complexo de Golgi. Este é o compartimento da célula onde as proteínas recém-sintetizadas são classificadas em diferentes vesículas de transporte que as carregam para suas localizações subcelulares finais. "Nossos novos dados mostram que o TGN é uma plataforma intracelular importante para a atividade dos receptores acoplados à proteína G, "diz Davide Calebiro. Segundo os cientistas, seu estudo revela um novo mecanismo que explica os efeitos da sinalização GPCR no interior da célula.

O mecanismo de sinalização GPCR no interior da célula

O mecanismo recém-descrito de sinalização de GPCR dentro das células da tireoide pode ser recapitulado da seguinte forma:após a ligação do TSH, Os receptores de TSH são captados pelas células (internalizados) e transportados para a rede trans-Golgi. Lá, os receptores induzem a produção de cAMP e ativam outra enzima - a proteína quinase A. Uma vez que esses eventos acontecem nas proximidades do núcleo, onde a informação genética da célula é armazenada, eles modificam a transcrição do gene.

"Este estudo representa um avanço significativo, "afirma Davide Calebiro com confiança, pois apresenta um novo modelo capaz de explicar como os GPCRs funcionam dentro de nossas células. Esses novos resultados podem "levar ao desenvolvimento de medicamentos inovadores para uma variedade de doenças humanas que visam especificamente a captação de receptores ou sua função no TGN."