Por Giordano W. Calloni – Departamento de Biologia Celular – Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
Os leitores fiéis do CDQ e já familiarizados com meus textos, devem ter percebido uma certa obsessão de minha parte por uma organela onipresente em nossas células: a mitocôndria. Ver também texto de 2016.
Para que os leitores possam acompanhar o presente texto, irei relembrar rapidamente a Teoria Endossimbiótica. Essa teoria afirma que as mitocôndrias atuais se originaram a partir de bactérias ancestrais. O mecanismo exato pelo qual isso ocorreu ainda é fonte de muitas hipóteses e pesquisas, mas estima-se que ocorreu entre 1,6 e 1,8 bilhão de anos atrás. Uma dessas hipóteses propõe que as bactérias foram fagocitadas (ou seja, ingeridas) por outras células maiores. De alguma forma, essas bactérias escaparam de ser digeridas por essa célula ancestral e permaneceram em seu interior. Assim, se estabeleceu uma simbiose entre os dois seres, ou seja, a bactéria passou a fornecer energia para a célula que lhe hospedou, e em troca ganhou proteção e nutrientes da mesma. Milhares de anos de evolução transformaram essa bactéria nas atuais mitocôndrias, que são as grandes usinas de energia das células eucariontes, sob a forma de ATP. Vale mencionar que esta teoria também explicaria a origem dos cloroplastos de plantas e algumas algas.
A ideia de que algumas organelas em eucariotos evoluíram a partir de bactérias endossimbióticas remonta ao início do século XX. Em 1905, Konstantin Mereschkowsky sugeriu que os cloroplastos derivaram de “algas verde-azuladas” (hoje sabemos que são na verdade cianobactérias). Em 1927, Wallin propôs que as mitocôndrias derivaram de bactérias roxas (alfaproteobactérias). Entretanto, esta hipótese que parecia originada de um livro de ficção científica, permaneceu extremamente controversa, por razões óbvias: parecia ser louca demais para ser verdade! E o principal: faltavam evidências para poder comprová-la.
Entretanto, a partir de 1967, uma cientista brilhante conseguiu trazer essas ideias para os holofotes novamente. Lynn Margulis (então conhecida como Lynn Sagan, pois fora casada por um breve período com o igualmente brilhante Carl Sagan) conseguiu reunir de forma holística e pragmática dados de biologia celular, molecular, ecologia, evolução e reavivar a hipótese endossimbiótica.
Importante nos lembrarmos agora que o núcleo de nossas células contém DNA, o repositório das informações genéticas. Ele é o livro de receitas que quando é lido (processo chamado transcrição) gera uma molécula chamada RNA mensageiro (o transcrito). Por sua vez, o RNA mensageiro sairá do núcleo e irá para o citosol onde será lido pelos ribossomos (processo chamado tradução) e irá gerar as proteínas.
Sabe-se hoje em dia que as mitocôndrias possuem um DNA próprio, o DNA mitocondrial (DNAmt), que se assemelha muito ao DNA bacteriano. Esse DNA também pode ser transcrito em RNAm e esse RNAm também pode ser lido, pois as mitocôndrias também possuem ribossomos próprios, ou seja, as mitocôndrias possuem todo o aparato para sintetizar proteínas.
Mas aqui a questão fica realmente interessante, pois cerca de 80-90% das proteínas das mitocôndrias não são originadas delas. Como se explica isso? Porque a maior parte dos genes mitocondriais encontram-se no DNA do núcleo da célula. Imagina-se que ao longo da evolução pedacinhos de DNA migraram das mitocôndrias para o núcleo, e ficaram por lá, ligadas ao genoma nuclear. Ou seja, ao enviar pedacinhos de seu DNA para o núcleo das células, as mitocôndrias tornaram-se totalmente dependentes das proteínas sintetizadas pelos ribossomos no citosol da célula, as quais devem ser importadas pelas mitocôndrias.
Agora que finalmente o mundo pôde finalmente voltar a respirar aliviado com o fim da Pandemia de Sars-CoV-2, os cientistas puderam se debruçar, com a necessária calma que a boa ciência necessita, sobre todos os alvos deste terrível vírus sobre nossas células, e desta vez o alvo foram as mitocôndrias!
Assim uma investigação desenvolvida no âmbito do consórcio COVID-19 International Research Team, que reúne pesquisadores de diferentes centros dos Estados Unidos, Coreia do Sul, Dinamarca, Paraguai e Brasil, Cientistas descobriram que a infecção por Sars-CoV-2 pode suprimir em diversos tecidos do organismo a expressão de genes mitocondriais. O estudo é longo e possui muitos resultados, e desta forma eu irei focar em um deles que o conecta à teoria endossimbiótica.
Como mencionado anteriormente, ao longo da evolução, vários pedacinhos de DNA mitocondrial migraram para o DNA no núcleo das células. Os pesquisadores descobriram que o vírus Sars-CoV-2 produz uma série de pequenas proteínas (polipeptídeos) que inibem os transcritos (o RNAm) de genes mitocondriais cuja informação é codificada pelo DNA presente no núcleo das células. O vírus também induz a produção de um microRNA1 (miR-2392) que, nas amostras nasofaríngeas de alta e média carga viral, bloqueou a síntese de 11 dos 13 polipeptídeos do DNA mitocondrial. O miR-2392 também se liga a mais de 360 RNAs mensageiros mitocondriais codificados pelo genoma do núcleo, potencialmente bloqueando sua tradução.
Lembremos que dentre muitos dos sintomas das pessoas infectadas por Sars-CoV-2, e, portanto, adoecidos por Covid-19, chama a atenção para a fraqueza generalizada, as dificuldades respiratórias e, também, os problemas neuronais.
Assim, os resultados do presente estudo ajudariam a compreender os amplos e sistêmicos efeitos da infecção por Sars-CoV-2, uma vez que todos os tecidos do corpo necessitam das mitocôndrias para obter energia sob forma de ATP, sobretudo, os tecidos mais demandantes de energia como músculos, cérebro e coração. Mais impressionante ainda foi a observação de que mesmo quando o vírus é eliminado a disfunção mitocondrial permanece, o que poderia de certa forma ajudar a explicar alguns dos efeitos persistentes após a infecção pelo vírus.
Importante nos darmos conta que estes possíveis avanços na medicina moderna apenas podem ocorrer graças ao trabalho árduo e a coragem desta mulher chamada Lynn Margulis que não esmoreceu e manteve-se forte em defender sua hipótese a respeito da origem das mitocôndrias. O primeiro manuscrito da bióloga relacionado ao assunto foi recusado por 15 revistas. Em 1967, aos 29 anos, Lynn conseguiu publicar o texto no Journal of Theoretical Biology. Ela mudou para sempre o nosso entendimento sobre a origem de nossas células e, como podemos testemunhar através do presente estudo, suas descobertas propiciaram (e continuarão promovendo) repercussões incomensuráveis para saúde humana.
- MicroRNAs – são pequenos RNAs não-codantes, conservados ao longo da evolução, capazes de regular a expressão gênica através da degradação ou repressão da tradução de moléculas-alvo de RNA mensageiro. ↩︎
Para saber mais:
Cientistas descobriram que... "CDQ" 