Entre essas doenças, encontra-se a tristemente famosa doença do sono, causada por um parasita chamado Trypanosoma brucei. Esse parasita é transmitido aos humanos e aos animais por meio da picada da mosca tsé-tsé. Nos humanos, ele causa graves distúrbios neurológicos, e nos animais, provoca a nagana, uma doença que afeta fortemente o gado.
Trypanosoma brucei no sangue de um paciente com tripanossomíase humana africana, comumente chamada de doença do sono.
Imagem Wikimedia
O quadro se torna ainda mais sombrio quando consideramos que os tratamentos atuais são raros, tóxicos e cada vez menos eficazes devido ao surgimento de resistências.
Nesse parasita, uma mitocôndria única muda de forma e função
Ao contrário da maioria das células vivas, que possuem várias mitocôndrias (as "usinas de energia" da célula), Trypanosoma brucei possui apenas uma, que muda completamente de forma e funcionamento de acordo com o ambiente, envolvendo mecanismos de fusão e fissão de membranas.
Na mosca tsé-tsé, a mitocôndria do parasita apresenta-se em uma forma reticulada, de grande tamanho e muito ativa, produzindo energia por meio de um processo complexo chamado fosforilação oxidativa. Mas, uma vez no sangue do mamífero, a mitocôndria do parasita reduz-se consideravelmente, assumindo a forma de um simples tubo, e o parasita utiliza principalmente açúcares (a glicose) para produzir energia, por um processo muito mais simples: a glicólise.
Na maioria dos seres vivos, as mitocôndrias são muito dinâmicas: elas se fundem ou se dividem constantemente para se adaptar às necessidades da célula. Esses processos, bem descritos nas células de mamíferos ou na levedura Saccharomyces cerevisiae (a levedura de padeiro), são regulados por proteínas da família das dinaminas. Essas proteínas possuem um domínio que hidrolisa o GTP e estruturas que lhes permitem ligar-se às membranas e oligomerizar.
Em Trypanosoma brucei, a mitocôndria forma uma rede única e contínua, muito peculiar, que só se divide no momento em que a própria célula se divide. Até recentemente, apenas proteínas envolvidas na fissão (a divisão das mitocôndrias) haviam sido identificadas nesse parasita. As proteínas responsáveis pela fusão, presentes em humanos ou leveduras (como Mfn ou Opa1), pareciam simplesmente ausentes, sugerindo um mecanismo de fusão diferente.
Uma nova proteína da família das dinaminas pode estar na origem dessa particularidade
Em um artigo publicado na revista Current Biology, os cientistas descobriram em Trypanosoma brucei um novo tipo de proteína da família das dinaminas, batizada de TbMfnL (Trypanosoma brucei Mitofusin-Like). Essa proteína parece derivar de uma família antiga de proteínas, presente em muitos seres vivos (incluindo algumas bactérias), mas ausente em mamíferos e leveduras. Ela poderia, portanto, ser um vestígio antigo de um mecanismo de remodelação de membranas celulares.
Seus resultados mostram que TbMfnL está ancorada na membrana interna da mitocôndria, do lado da matriz (o interior da mitocôndria), o que é inédito para proteínas que remodelam membranas mitocondriais. Ao aumentar a produção de TbMfnL na célula, os cientistas observaram um forte aumento na interconexão e ramificação dos filamentos mitocondriais, um mecanismo dependente da hidrólise do GTP, que fornece a energia necessária. Em outras palavras, TbMfnL seria capaz de modular a forma da mitocôndria por dentro, por meio de um mecanismo totalmente diferente daquele observado em outros eucariotos.
Marcagem da mitocôndria de um tripanossoma selvagem e superexpressando a proteína TbMfnL por microscopia de expansão. Vermelho, marcação da matriz mitocondrial (Treonina desidrogenase, Tdh); Verde, marcação membranar da proteína TbMfnL; Ciano, marcação do núcleo (n) e do DNA mitocondrial (k, cinetoplasto).
© Emmanuel Tetaud
Essa descoberta abre caminho para uma nova compreensão dos mecanismos de estruturação das membranas mitocondriais e, mais amplamente, das membranas celulares, não apenas em Trypanosoma brucei, mas também em outros organismos. A longo prazo, essa descoberta pode permitir direcionar o parasita de forma mais eficaz, atacando um elemento essencial e exclusivo dele. E, quem sabe, desenvolver tratamentos mais específicos, menos tóxicos e que poupem as células humanas.