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Glóbulos brancos humanos, conhecidos como leucócitos, nadar usando um mecanismo recém-descrito chamado remo molecular, pesquisadores relatam na edição de 15 de setembro da Biophysical Journal . Este mecanismo de micronaturação poderia explicar como as células do sistema imunológico e as células cancerosas migram em vários nichos cheios de líquido no corpo, para o bem ou para o mal.
"A capacidade das células vivas de se moverem autonomamente é fascinante e crucial para muitas funções biológicas, mas os mecanismos de migração celular permanecem parcialmente compreendidos, "diz o co-autor sênior do estudo, Olivier Theodoly, da Aix-Marseille University, na França." Nossas descobertas lançam uma nova luz sobre os mecanismos de migração das células amebóides, que é um tópico crucial na imunologia e na pesquisa do câncer. "
As células desenvolveram diferentes estratégias para migrar e explorar seu ambiente. Por exemplo, espermatozóides, microalgas, e as bactérias podem nadar através de deformações de forma ou usando um apêndice em forma de chicote chamado flagelo. Por contraste, células somáticas de mamíferos são conhecidas por migrar ligando-se a superfícies e rastejando. É amplamente aceito que os leucócitos não podem migrar em superfícies 2-D sem aderir a elas.
Um estudo anterior relatou que certos glóbulos brancos humanos chamados neutrófilos podiam nadar, mas nenhum mecanismo foi demonstrado. Outro estudo mostrou que leucócitos de camundongos podem ser artificialmente provocados a nadar. É amplamente conhecido que a natação celular sem flagelo requer mudanças na forma da célula, mas os mecanismos precisos subjacentes à migração de leucócitos têm sido debatidos.
Em contraste com estudos anteriores, Teodoli, co-autor do estudo sênior Chaouqi Misbah da Universidade de Grenoble Alpes, e seus colaboradores fornecem evidências experimentais e computacionais no novo estudo de que os leucócitos humanos podem migrar em superfícies 2-D sem grudar nelas e podem nadar usando um mecanismo que não depende de mudanças na forma celular. "Olhar para o movimento das células dá a ilusão de que as células deformam seus corpos como um nadador, "Misbah diz." Embora os leucócitos exibam formas altamente dinâmicas e pareçam nadar com um modo de nado de peito, nossa análise quantitativa sugere que esses movimentos são ineficientes para impulsionar as células. "
Em vez de, as células remam usando proteínas transmembrana, que se estendem pela membrana celular e se projetam para fora da célula. Os pesquisadores mostram que a esteira de membrana - movimento para trás da superfície da célula - impulsiona a migração de leucócitos em ambientes sólidos ou líquidos, com e sem adesão.
Contudo, a membrana celular não se move como uma esteira homogênea. Algumas proteínas transmembrana estão ligadas a microfilamentos de actina, que fazem parte do citoesqueleto e se contraem para permitir que as células se movam. O citoesqueleto de actina é amplamente aceito como o motor molecular do rastejamento celular. As novas descobertas demonstram que as proteínas transmembrana ligadas à actina removem e impulsionam a célula para a frente, enquanto que as proteínas transmembrana de difusão livre impedem a natação.
Os pesquisadores propõem que o remo contínuo é possibilitado por uma combinação de esteiras externas conduzidas pela actina e a reciclagem interna das proteínas transmembrana ligadas à actina por meio do transporte vesicular. Especificamente, as proteínas de remo na parte traseira da célula são encerradas dentro de uma vesícula que se desprende da membrana celular e é transportada para a frente da célula. Por contraste, as proteínas transmembranares não remando são separadas e não passam por esse processo de reciclagem interna por meio do transporte vesicular.
“Essa reciclagem da membrana celular é estudada intensamente pela comunidade que trabalha com o tráfego vesicular intracelular, mas seu papel na mobilidade dificilmente foi considerado, "Theodoly diz." Essas funções de seleção e tráfico de proteínas pareciam altamente sofisticadas para a natação. Nossas investigações, para nossa própria surpresa, unir domínios distantes como a física dos micro-nadadores e a biologia do tráfego vesicular. "
Os autores dizem que o remo molecular pode permitir que as células do sistema imunológico explorem completamente todos os locais do corpo à medida que migram em nichos cheios de líquido, como partes do corpo inchadas, bexigas infectadas, líquido cefalorraquidiano, ou líquido amniótico. Seguindo em frente, os pesquisadores planejam investigar as funções de remo molecular em vários ambientes e avaliar se outros tipos de células usam este modo de migração.