Autor: Ciências Bio | Publicado: 2012-09-22T16:57:00-03:00


Autofagia para a sobrevivência





Somos todos autofágicos – e isso é bom. A todo momento nossas células
 se  digerem e se renovam, desfazendo e reaproveitando proteínas, por 
meio  de um mecanismo biológico chamado autofagia. Vista antes apenas 
como um  processo de morte celular, essa forma de autodestruição 
seletiva de  componentes celulares mostra-se agora como um artifício de 
sobrevivência  dos organismos – só quando não há mais conserto possível é
 que as  células se apagam. Como aparentemente pode ser acelerada ou 
retardada, a  autofagia tornou-se uma estratégia nova para combater 
doenças e  prolongar a vida das células, cujo interior deve guardar 
tanto movimento  quanto os quadros do artista plástico Jackson Pollock.



De  imediato, a autofagia está abrindo perspectivas de aplicações 
novas para  velhos medicamentos. Por exemplo, o lítio, usado para tratar
 pessoas  com transtorno bipolar de humor, marcado por saltos repentinos
 da  euforia à depressão profunda, pode ser útil para deter o mal de  
Alzheimer, uma forma de degeneração dos neurônios que tende a se agravar
  com o envelhecimento. A cloroquina, além de aplacar a malária, pode  
ajudar a combater tumores. A rapamicina, antibiótico usado para evitar a
  rejeição de órgãos transplantados, prolongou a longevidade de um grupo
  de camundongos, em comparação com outro grupo, que seguiu o curso 
normal  do envelhecimento.



“Estabelecer a segurança de usos e acertar as  dosagens de novas 
aplicações de medicamentos já aprovados é bem mais  fácil do que começar
 tudo do zero”, argumenta Soraya Soubhi Smaili,  professora da 
Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), à frente de  um dos poucos 
grupos de pesquisa nessa área no país. Cláudia Bincoletto,  também 
professora da Unifesp e pesquisadora da equipe de Soraya,  mostrando por
 que essa estratégia de busca de novos remédios poderia ser  conveniente
 para países de recursos financeiros limitados como o  Brasil, 
acrescenta: “Drogas novas são muito mais caras que as mais  antigas”.

Também há espaço para a pesquisa de remédios novos. Na  Unifesp, 
Cláudia estuda os efeitos promissores de compostos derivados do  
elemento químico paládio sobre a autofagia como forma de combater  
tumores. Ela tem verificado que a possibilidade de regular a autofagia  
por meio de compostos químicos pode ser um caminho para aumentar a  
eficiência de compostos antitumorais, diminuindo a dosagem e os efeitos 
 indesejados sobre outras células.



Em um estudo recém-concluído na  Universidade de São Paulo (USP), 
Renato Massaro, orientado por Silvya  Maria-Engler, testou um composto 
extraído de raízes e folhas de um  arbusto da Mata Atlântica, a 
pariparoba, contra uma linhagem de células  humanas de tumor de cérebro 
que cresciam em um meio de cultura  apropriado, mantido em laboratório. 
Os resultados que ele colheu  indicaram que esse composto, o 
4-nerolidilcatecol ou 4-NC, pode  estimular a autofagia nesse tipo de 
tumor, chamado glioma, e acionar os  caminhos bioquímicos que levam não 
só à reciclagem, mas também à morte  celular. Os gliomas se originam das
 chamadas células glias, muito mais  numerosas no cérebro que os 
neurônios.

Massaro observou que o  4-NC também reduzia a capacidade de as 
células tumorais invadirem o  espaço das células sadias. Era um bom 
sinal. O problema é que outros  grupos de pesquisa já haviam indicado 
que as células tumorais podem  adquirir resistência aos estímulos que 
induzem à morte celular. Uma das  características típicas da célula 
tumoral é justamente a capacidade de  escapar da morte celular 
geneticamente programada.



Como a  apoptose e a autofagia se relacionam, uma estimulando ou 
freando a  outra, Massaro adotou a estratégia inversa: acrescentou um 
composto que  bloqueia a autofagia, o 3-metil-adenina ou 3-MA, à cultura
 de células  tumorais humanas. O 3-MA ampliou o efeito do 4-NC e a morte
 dos tumores  aumentou 30%, provavelmente estimulando outro mecanismo de
 morte  celular, em comparação com o grupo de células que receberam 
apenas o  4-NC. Na Unifesp, com outros compostos, Cláudia Bincoletto 
chegou a  resultados semelhantes, que indicam que a autofagia não induz à
 morte,  mas à sobrevivência das células – portanto, quando inibida, 
compostos  antitumorais tornam-se mais efetivos. “Essa tem sido uma 
estratégia  defendida por muitos grupos em busca de novos tratamentos 
contra  tumores”, comenta Soraya.

“Agora nosso desafio é encontrar a dosagem que elimine apenas as 
células  tumorais, sem lesar as normais”, diz Silvya. Segundo ela, 
alterar os  níveis normais de autofagia em células saudáveis poderia 
gerar  desequilíbrios nos processos genéticos ou respostas inflamatórias
  indesejadas. A equipe da USP havia indicado em 2008 que o 4-NC pode  
estimular a apoptose de células de tumor de pele ou melanoma mantidas em
  cultura de células.

Na Universidade Federal do Rio Grande do  Sul (UFRGS), a equipe de 
Guido Lenz tem estudado os efeitos do  resveratrol, composto natural 
encontrado na casca de uva, frutas  ver-melhas e amendoim, sobre a vida e
 a morte das células. Sob sua  orientação, Eduardo Chiela comparou os 
efeitos de resveratrol e da  temozolomida, um dos principais 
medicamentos usados contra gliomas que,  já se sabia, pode induzir à 
morte por autofagia. O estudo, em fase final  de redação, indicou que o 
ingrediente da casca de uva (principalmente  as escuras) estimula os 
dois mecanismos de morte celular, a autofagia e a  apoptose, em culturas
 de células humanas tumorais.



Em um estudo  anterior, Lauren Zamin, Guido Lenz e outros 
pesquisadores da UFRGS  avaliaram os efeitos do resveratrol e da 
quercetina, outro componente da  uva e de outras frutas: a casca de uva 
contém cerca de 50 a 100  microgramas por grama de resveratrol e 40 de 
quercetina; o vinho tinto,  cerca de 7 a 13 de resveratrol e 7,4 de 
quercetina. Uma combinação das  duas substâncias fez células de glioma 
de ratos entrarem em senescência,  processo de envelhecimento 
irreversível que pode culminar em autofagia e  do qual as células 
normais se valem como forma de evitar que se tornem  cancerosas. Sob o 
efeito dessas duas substâncias, as células tumorais se  agigantaram e 
depois se romperam.

Os testes prosseguem em  animais e reforçam o papel duplo do 
resveratrol, que, de modo inverso,  apresenta um efeito 
antienvelhecimento em células saudáveis. “O  resveratrol parece perceber
 quando uma célula é saudável ou tumoral”,  observa Lenz. “Não será 
fácil, mas temos muito interesse em prosseguir a  pesquisa, à medida que
 os resultados em ações sejam positivos, rumo a  aplicações em seres 
humanos.” Outros estudos já haviam descrito o  resveratrol como um 
composto capaz de deter outros tipos de tumores,  estimular a autofagia e
 deter o envelhecimento.

“A autofagia  representa um enfoque promissor para tratar melanomas 
(cânceres de  pele)”, comentou Damià Tormo, pesquisador do Centro 
Espanhol de Pesquisa  sobre Câncer, em Madri, em uma apresentação em 
janeiro na USP. Ele  coordenou a construção de uma estrutura sintética 
de RNA (ácido  ribonucleico) que aciona proteínas específicas e promove 
autofagia, como  descrito em um artigo de 2009 na revista Cancer Cell.
 Tormo  trabalha também em sua empresa nascente, a BiOnco Tech, para 
levar  adiante o desenvolvimento dessa molécula, que se mostrou eficaz 
para  deter o crescimento de tumores de pele, que com frequência se 
tornam  resistentes a medicamentos, nos primeiros experimentos 
realizados em  cultura de células e em camundongos geneticamente 
modificados.

Mesmo  com novas substâncias com efeitos promissores e aparentemente 
de baixa  toxicidade, não será fácil prosseguir. Em primeiro lugar, por 
causa das  dificuldades para desenvolver novos medicamentos no Brasil. 
Em segundo  lugar, por conta do próprio papel – igualmente duplo – da 
autofagia, que  ajuda a sobreviver ou a eliminar tan–to as células 
normais quanto as  tumorais. Em vários estudos, observa Guido Kroe-mer, 
pesquisador do  Ins-tituto Gustaf Rouassy de Paris, mostrou-se que a 
autofagia pode ter  funções diferentes, de acordo com o tipo de célu-la.
 Em neurônios,  células do coração e ou–tros tipos de células que se 
reproduzem  normalmente, esse mecanismo poderia ajudar na limpeza, 
eliminando  resíduos, além de preparar a célula para a morte por 
apoptose. Em  células que se multiplicam de modo descontrolado – ou 
seja, com  potencial para formar tumores –, a autofagia poderia 
favorecer a  sobrevivência e, portanto, a eventual resistência a 
compostos ou  estímulos externos usados contra elas.



Reconhecida nos anos 1970  por Daniel Klionsky, pesquisador da 
Universidade de Michigan, Estados  Unidos, a autofagia passou quase três
 décadas vista apenas como uma  forma, inicialmente sem muita 
importância, de a célula se livrar de si  mesma. Por essa razão, foi 
chamada de morte celular programada tipo 2  para diferenciar da 
apoptose, ou morte tipo 1, muito mais estudada.  “Pode-se dizer que a 
autofagia antecede a morte celular ou que é cruzada  à morte celular, 
mas hoje não é mais correto afirmarmos que a autofagia  seja um tipo de 
morte celular”, comenta Soraya.

Os genes que controlam a autofagia começaram a ser identificados em  
1997, inicialmente em leveduras, organismos unicelulares, empregados na 
 fabricação de pão, vinho, cerveja e álcool combustível. A partir dos  
genes, os especialistas conheceram quais são e como interagem as  
proteínas que levam adiante esse mecanismo flexível de reciclagem de  
componentes celulares. Além de desmontar o que não está funcionando  
direito, a autofagia tem outras funções ao longo do desenvolvimento das 
 células, nem sempre levando à morte. É necessária, por exemplo, para as
  leveduras se reproduzirem e para as larvas de insetos se transformarem
  em pupas.



“Hoje vemos que a autofagia está mais para  sobrevivência e 
resistência do que morte celular”, observa Soraya.  “Diante de um 
estímulo agressor ou de um defeito celular, a célula pode  entrar em 
autofagia como uma tentativa de reparo e só quando não há mais  conserto
 é que entra em processo de morte celular.” Vários estudos  sugerem que 
os genes e as proteínas que estimulam a autofagia podem  bloquear a 
apoptose, ou o contrário, a partir de estímulos muito bem  definidos, 
estabelecendo assim uma conversa cruzada entre esses dois  fenômenos.

Quando recebem estímulos internos ou externos, as duas  dezenas de 
genes já identificados que controlam a autofagia acionam a  produção de 
proteínas, que aos poucos se encaixam formando membranas que  cercam os 
componentes celulares a serem desmontados antes de causarem  problemas. 
Em seguida, movida por outras proteínas específicas, a  membrana se 
funde com os lisossomos, compartimentos da célula ricos em  enzimas que 
rotineiramente fragmentam proteínas.



Os lisossomos  digerem proteínas defeituosas celulares mais 
lentamente que outro  mecanismo de limpeza celular chamado proteossomo. 
Embora mais lentos, os  lisossomos podem eliminar estruturas celulares 
maiores, quando  danificadas ou deficientes, principalmente as 
mitocôndrias,  compartimentos celulares que convertem a energia obtida 
dos alimentos em  moléculas de ATP, fundamentais para a manutenção das 
células. Na  Unifesp, sob orientação de Soraya, Juliana Terashima 
irrigou células com  um composto conhecido pela sigla FCCF, extremamente
 tóxico para as  mitocôndrias. Em resposta, as células entraram em 
autofagia, que, uma  vez acionada, ajudou a remover as mitocôndrias que 
haviam sido  danificadas pelo composto.

Ao participar da linha de desmontagem  celular, os lisossomos 
permitem às células construir novas moléculas  mesmo quando não são 
abastecidas por matéria-prima habitual, vinda dos  alimentos. A fusão 
das membranas com os lisossomos leva à formação de  grandes bolsas, 
chamadas vacúolos autossômicos, que levam adiante a  transformação de 
resíduos em matéria- -prima para moléculas novas.  Segundo Lenz, 
aparentemente é o número de mitocôndrias eliminadas por  esses vacúolos 
que marca o momento em que a célula sai da fase da  reciclagem para a da
 destruição completa. O problema é encontrar esse  limite. Ou, em termos
 práticos, descobrir quantas mitocôndrias uma  célula precisa perder – 
uma célula possui em média 200 mitocôndrias –  para entrar no caminho 
irreversível da morte celular.



O  conhecimento sobre essa linha de desmontagem celular, à medida que
  encorpava, levantou as primeiras possibilidades, hoje mais concretas, 
de  intervir nessa cadeia de reações bioquímicas para prolongar a vida 
das  células sadias e reduzir a das tumorais. Em um estudo publicado em 
 fevereiro de 2008 na revista PNAS, pesquisadores italianos mostraram 
que  o lítio, aplicado durante 15 meses em um grupo de 44 pessoas, 
poderia  adiar a progressão da esclerose lateral amiotrófica, uma doença
  neurodegenerativa.

Um mês antes uma equipe da Universidade de  Cambridge havia mostrado na Human Molecular Genetics
 as  possibilidades de uso do lítio e da rapamicina, combinados, para 
tratar a  doen-ça de Huntington, outra enfermidade com perda contínua da
  funcionalidade dos neurônios. “A autofagia parece remover os agregados
  de proteínas malformadas, que atrapalham o funcionamento das células  
nervosas e estão presentes em doenças neurodegenerativas como a de  
Huntington, Parkinson e Alzheimer”, observa Soraya. Segundo ela, estudos
  realizados em seu laboratório com células de pacientes com Huntington 
 mostraram que estimular a autofagia pode retardar o aparecimento da  
morte celular por apoptose.



Uma célula que se limpou por meio da autofagia pode viver mais, de  
acordo com um estudo realizado nos Estados Unidos e publicado na Nature
 em julho de 2009. Para chegar a essa conclusão, os pesquisadores  
cuidaram de cerca de 3 mil ratos idosos, com uma idade equivalente a 60 
 anos em seres humanos. Administraram rapamicina, composto que estimula a
  autofagia, a uma parte dos animais e esperaram todos morrer  
naturalmente, de cinco a sete meses depois. Os camundongos que receberam
  rapamicina apresentaram um tempo de vida de 28% a 38% maior que os do 
 grupo que não recebeu nada.

Esse experimento impressionou pela  grandiosidade, já que o número de
 animais raramente é tão elevado, mas  sua aceitação não foi consensual –
 e muitos pesquisadores argumentaram  que os camundongos podem ter 
vivido mais por outras razões ou que esse  resultado não é o bastante 
para associar o controle da autofagia ao  prolongamento da vida celular.
 De todo modo, os mecanismos de  funcionamento da autofagia tornam-se 
mais claros. Outros experimentos  sugeriram que a simples privação de 
nutrientes pode estimular esse tipo  de limpeza celular. “Recebendo 
menos glicose”, comenta Soraya, “a célula  vai produzir menos energia 
pelas vias metabólicas habi-tuais, mas  também produzirá menos resíduos 
que aceleram o envelhecimento, além de  estimular a autofagia, que pode 
remover mitocôndrias e proteínas  malformadas”.



Em um artigo publicado em 2006 na Cancer Cell,  Melanie 
Hippert, Patrick O’Toole e Andrew Thorburn, da Universidade de  
Colorado, em Denver, Estados Unidos, reconhecem que a manipulação da  
autofagia deve ser útil para deter a evolução de tumores e aumentar a  
eficiência dos tratamentos contra câncer. O problema é que a autofagia  
tem um papel duplo: pode inibir ou favorecer o crescimento de tumores,  
dependendo das circunstâncias. Por essa razão, a autofagia poderia ser  
estimulada para evitar a formação de tumores em pessoas com risco de  
câncer, mas reduzida se um tumor já tiver se estabelecido no organismo.

Depois  de encontrar um composto adequado, o desafio seguinte será 
definir a  melhor dosagem, para que apenas as células tumorais morram. 
Chi Dang, da  Universidade John Hopkins, Estados Unidos, relatou em 
janeiro de 2008  na Journal of Clinical Investigation que a 
cloroquina, um  antimalárico, pode ajudar a prevenir a evolução de 
tumores. Ele  advertiu, porém, que o uso prolongado desse composto, que 
inibe a  autofagia e estimula a apoptose, pode ter efeitos colaterais 
ainda não  previstos, já que o conhecimento sobre o equilíbrio celular 
ainda é  rudimentar.

“Não acredito que os novos antitumorais apenas  estimulem a 
autofagia”, comenta Lenz. “Seria arriscado. A saída talvez  seja algo, 
como o resveratrol, que possa ter múltiplos alvos e ativar  mais de um 
processo bioquímico que leve à morte dos tumores, inclusive  por 
autofagia.” Mesmo que novos compostos não cheguem logo, a capacidade  de
 induzir ou bloquear a morte celular deve tornar-se uma  característica 
dos medicamentos em geral, ajudando a explicar como atuam  no organismo –
 muitos medicamentos antitumorais já em uso, por sinal,  podem induzir à
 autofagia. Pode ajudar também a retomar muitas pesquisas  
interrompidas. “Fármacos que falharam em testes clínicos talvez  
precisem ser revisitados”, cogita Silvya Stuchi Maria-Engler, da USP,  
“porque podem se tornar excelentes se usados com outros, capazes de  
induzir ou inibir a autofagia”.

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&gt; Artigos científicos
1. Zamin, L.L. et al. Resveratrol and quercetin cooperate to induce senescence-like growth  arrest in C6 rat glioma cells. Cancer Science. v. 100,  n. 9, p. 1.655-62. 2009.
2. Hippert, M.M. et al. Autophagy  in cancer: good, bad, or both? Cancer Research. v. 66,  n. 19, p. 9.349-51. 2006.
3. Harrison, D.E. et al. Rapamycin  fed late in life extends lifespan in genetically heterogeneous mice. Nature.  v. 460, p. 392-5. 2009.
4.&nbsp;TORMO, D. et al. Targeted  activation of innate immunity for therapeutic induction of autophagy and  apoptosis in melanoma cells. Cancer Cell. v. 16, n. 2,  p. 103-14. 2009.



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Autor: Carlos Fioravanti

Fonte: Revista Pesquisa FAPESP Online