Toda vez que engolimos alimentos, as células que alinham os intestinos devem intensificar sua atividade de forma súbita e dramática. De acordo com um novo estudo dos pesquisadores do Instituto Weizmann, relatado na Science, eles enfrentam o desafio da forma mais econômica.

Em negócios ou engenharia, quando é preciso iniciar rapidamente a produção, são tomadas decisões instantâneas. Estas podem envolver o lançamento instantâneo de todos os recursos para aumentar a produção com equipamentos existentes, ou então, primeiro, gastar todos esses recursos para equipar a planta com maquinaria adequada. Este último pode parecer um método de produção menos eficiente, mas na verdade pode, em alguns casos, acelerar consideravelmente as coisas. O Dr. Shalev Itzkovitz e sua equipe do Departamento de Biologia Molecular de Células do InstitutoWeizmann em Israel descobriram que este é o métdodo adotado no revestimento da parede intestinal.

Um organóide circular, com cerca de 0,5 mm de diâmetro, que imita uma secção transversal do intestino no tubo de ensaio. Em sua camada externa, as moléculas de RNA mensageira de dois genes diferentes (vermelho e verde) estão localizadas em lados diferentes dos núcleos celulares (azul)
Um organóide circular, com cerca de 0,5 mm de diâmetro, que imita uma secção transversal do intestino no tubo de ensaio. Em sua camada externa, as moléculas de RNA mensageira de dois genes diferentes (vermelho e verde) estão localizadas em lados diferentes dos núcleos celulares (azul)

Este revestimento é uma camada única de células alongadas que entram em contato com alimentos em um lado estreito e com a corrente sanguínea no outro. Assim, eles absorvem nutrientes de um lado e os liberam no sangue pelo outro. Os cientistas descobriram que os dois lados da célula diferem na composição do RNA mensageiro, ou mRNA: Cerca de 30% dos genes expressos nos intestinos produziram mRNAs que aparecem em um lado da célula ou no outro. Também foi constatado que os dois lados diferiram no conteúdo das máquinas de fabricação de proteínas chamadas ribossomos: o número de ribossomos no lado que recebe o alimento era o dobro do que o do lado da corrente sanguínea; como resultado, a produção de proteínas nesse lado foi muito mais eficiente.

Os cientistas descobriram ainda que sempre que o alimento entra nos intestinos, as células do revestimento intestinal respondem imediatamente ao aumentar a produção de ribossomos, particularmente na parte voltada para o alimento da célula. Para este fim, a célula despacha a área voltada para os alimentos um grande número de mRNAs que carregam o código genético para produzir ribossomos. Esta parte da célula torna-se então uma fonte de produção intensiva, gerando as proteínas necessárias para o processamento dos alimentos.

Itzkovitz explica: “"Durante a maior parte da noite e do dia, as células do revestimento dos intestinos simplesmente se deslocam, mas, uma vez que a comida aparece, elas devem entrar instantaneamente em ação. A geração de novas moléculas de RNAm a partir do DNA, a fim de criar novas proteínas teriam levado cerca de meia hora para as células. Em vez disso, elas podem aumentar a produção de certas proteínas em poucos minutos movendo as moléculas de RNAm que codificam as proteínas relevantes no lado da célula que é rica em ribossomos. Esta estratégia lhes permite lidar com a chegada dos alimentos de forma rápida e eficiente ".

Além de abrir a porta para novos estudos na "economia" das células, as descobertas podem ter implicações médicas, pois o revestimento intestinal desempenha um papel importante tanto na absorção de como na proteção do corpo. Agora pode tornar-se possível investigar se a falha dos RNAs mensageiros para se mover para a parte adequada da célula - ou a falta de equilíbrio entre RNASm nas áreas de alta e baixa produção da célula - pode desempenhar um papel em doenças como Colite e Crohn, e possivelmente também no câncer de intestino.

A equipe de pesquisa incluiu o Dr. Andreas E. Moor, Matan Golan, Efi E. Massasa, Dr. Doron Lemze, Tomer Weizman, Rom Shenhav e Shaked Baydatch do Departamento de Biologia Molecular de Células; Orel Mizrahi , Roni Winkler e Dr. Noam Stern-Ginossar do Departamento de Genética Molecular; e Ofra Golani do Departamento de Instalações Core das Ciências da Vida.

A pesquisa do Dr. Shalev Itzkovitz recebe apoio do Instituto Henry Chanoch Krenter para Imagem Biomédica e Genômica; da Fundação Rothschild Caesarea; do Cymerman - Jakubskind Prize; e do Conselho Europeu de Investigação. Dr. Itzkovitz é o titular da cadeira de desenvolvimento de carreira de Philip Harris e Gerald Ronson.

* Este artigo também foi publicado pelaLife Sciences Biochemistry Disease, Drugs & DiagnosticsMolecular e Cell Biology NutritionSystems Biology