Novo estudo revela papel fundamental das proteínas mitocondriais na regeneração do coração

As mitocôndrias desempenham um papel crítico no fornecimento da energia necessária para o bom funcionamento das células. Nas mitocôndrias, a energia é produzida pela cadeia respiratória, que consiste em cinco complexos denominados CI-CV. Esses complexos podem se agrupar em supercomplexos, mas pouco se sabe sobre o papel desse processo e seu controle.

Novas pesquisas examinam os mecanismos de montagem de supercomplexos e revelam a influência significativa dos fatores de montagem mitocondrial na regeneração do tecido cardíaco. O estudo foi co-liderado pelo Dr. José Antonio Henriques, do Centro Nacional de Pesquisa Cardiovascular (CNIC), e pela Dra. Nadia Mercader, da Universidade de Berna, na Suíça, que é cientista visitante do CNIC.

Pesquisa publicada na revista Developmental Cell mostra que o membro da família de proteínas Cox7a desempenha um papel fundamental na montagem de dímeros CIV e que esta montagem é crítica para função mitocondrial adequada e, portanto, para a produção de energia celular.

A família de proteínas Cox7a inclui três membros: Cox7a1, Cox7a2 e Cox7a2l (também chamada SCAF1). Estudos anteriores de ambos os grupos demonstraram que quando o CIV contém SCAF1, associa-se fortemente ao CIII, formando um supercomplexo respiratório conhecido como respirassoma. Nestes estudos anteriores, os autores levantaram a hipótese de que a inclusão de Cox7a2 resultaria na formação de CIV incompetente para associação, enquanto as moléculas de CIV contendo Cox7a1 se associariam para formar homodímeros de CIV. Um novo estudo demonstra experimentalmente o papel da Cox7a1 na formação desses homodímeros CIV.

Célula de Desenvolvimento (2024). DOI: 10.1016/j.devcel.2024.04.012

Trabalhando em um modelo de peixe-zebra, os pesquisadores descobriram que a ausência de Cox7a1 preveniu a formação de dímeros CIV, e a perda desses dímeros afetou o peso e a capacidade de natação dos peixes afetados.

“A Cox7a1 é expressa principalmente em células musculares estriadas, e foi o tecido muscular esquelético o mais afetado pela falta da função da Cox7a1. O outro tipo principal de músculo estriado é o músculo cardíaco, ou miocárdio”, explicou o Dr. Enriquez.

No entanto, embora a perda de Cox7a1 no músculo esquelético tenha sido prejudicial, a sua ausência no músculo cardíaco melhorou a resposta regenerativa do coração à lesão.

“Este resultado mostra que essas proteínas desempenham um papel fundamental na ativação da capacidade do coração de se reparar após uma lesão”, explicou a primeira autora do estudo, Carolina Garcia-Poyatos.

Para entender melhor a função da Cox7a1, os pesquisadores do CNIC Enrique Calvo e Jesus Vazquez conduziram um estudo proteômico do músculo esquelético e do miocárdio do peixe-zebra sem Cox7a1. Esta análise foi ampliada por um estudo metabolômico realizado por colegas da Universidade de Berna. Esta análise conjunta revelou diferenças significativas em relação aos peixes não modificados com expressão intacta de Cox7a1.

“Esses resultados sugerem que as moléculas envolvidas na montagem de supercomplexos mitocondriais podem ter efeitos significativos no controle metabólico, talvez abrindo caminho para novos tratamentos para doenças cardíacas e outras condições metabólicas”, disse o Dr. Mercader.

De acordo com a equipe de pesquisa, esta descoberta representa “um avanço significativo na compreensão dos mecanismos celulares envolvidos na regeneração cardíaca e pode apontar o caminho para o desenvolvimento de terapias destinadas a promover a regeneração cardíaca”.

Os autores concluem que os fatores de montagem mitocondrial podem influenciar significativamente o controle metabólico.