As células comunicam-se umas com as outras da mesma forma que os humanos. Isso permite que os órgãos trabalhem sincronizadamente, o que, por sua vez, permite que executem uma gama notável de tarefas. Um desses meios de comunicação é através de nanotubos de tunelamento (TNTs). Em um artigo publicado em Nature Communications , pesquisadores do Institut Pasteur liderados por Chiara Zurzolo usaram técnicas de imagem avançadas para estudar a estrutura desses nanotubos, e relata que os resultados desafiam o próprio conceito de célula.

Como o nome indica, TNTs são minúsculos túneis que ligam duas ou mais células e permitem o transporte de muitos tipos de carga entre elas, incluindo íons, vírus e organelas inteiras. Pesquisas anteriores da mesma equipe descobriram que os TNTs estão envolvidos na disseminação intercelular de proteínas amilóides patogênicas envolvidas nas doenças de Alzheimer e Parkinson. Isso levou os pesquisadores a propor que eles servem como uma via principal para a propagação de doenças neurodegenerativas no cérebro e, portanto, representam um novo alvo terapêutico para interromper a progressão dessas doenças incuráveis. Os TNTs também parecem desempenhar um papel importante na resistência do câncer à terapia. Mas como os cientistas ainda sabem muito pouco sobre os TNTs e como eles se relacionam ou diferem de outras protrusões celulares, como os filopódios, eles decidiram prosseguir com suas pesquisas para lidar com essas minúsculas conexões tubulares em profundidade.

O dogma das unidades celulares questionadas

Uma melhor compreensão dessas minúsculas conexões tubulares é, portanto, necessária, pois os TNTs podem ter implicações tremendas na saúde e nas doenças humanas. Abordar esta questão tem sido muito difícil devido à natureza frágil e transitória dessas estruturas, que não sobrevivem às técnicas microscópicas clássicas. Para superar esses obstáculos, os pesquisadores combinaram várias abordagens de microscopia eletrônica de última geração, e TNTs com imagens em temperaturas abaixo de zero.

Usando esta estratégia de imagem, eles foram capazes de decifrar a estrutura dos TNTs em detalhes. Especificamente, eles mostram que a maioria dos TNTs - anteriormente mostrados como conexões únicas - são, na verdade, composto de vários menores, nanotubos de tunelamento individuais (iTNTs). Suas imagens também mostram a existência de fios finos que conectam os iTNTs, o que poderia servir para aumentar sua estabilidade mecânica. Eles demonstram a funcionalidade dos iTNTs, mostrando o transporte de organelas usando imagens de lapso de tempo. Finalmente, os pesquisadores empregaram um tipo de microscopia conhecido como FIB-SEM para produzir imagens 3-D com resolução suficiente para identificar claramente que os TNTs estão abertos em ambas as extremidades, e, assim, criar continuidade entre duas células. "Esta descoberta desafia o dogma das células como unidades individuais, mostrando que as células podem se abrir para vizinhos e trocar materiais sem uma barreira de membrana, "explica Chiara Zurzolo.

Uma nova etapa na decodificação da comunicação célula a célula

Ao aplicar um fluxo de trabalho de imagem que melhora e evita as limitações anteriores das ferramentas existentes usadas para estudar a anatomia dos TNTs, os pesquisadores forneceram a primeira descrição estrutural dos TNTs. Mais importante, eles demonstram que essas são novas organelas celulares com uma estrutura definida, muito diferente das saliências celulares conhecidas. “A descrição da estrutura permite a compreensão dos mecanismos envolvidos na sua formação e proporciona uma melhor compreensão da sua função na transferência de material diretamente entre o citosol de duas células conectadas, "diz Zurzolo. Além disso, esta estratégia, que preserva essas estruturas delicadas, será útil para estudar o papel que os TNTs desempenham em outras condições fisiológicas e patológicas

Este trabalho é um passo essencial para a compreensão da comunicação célula a célula via TNTs e estabelece as bases para investigações sobre suas funções fisiológicas e seu papel na disseminação de patógenos, incluindo vírus, bactérias e proteínas mal dobradas.