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O culpado oculto em muitas doenças: por que as vias de sinalização celular são tão facilmente interrompidas?
Na biologia celular, a sinalização celular é uma forma de comunicação entre células na qual uma célula libera sinais que alteram o comportamento das células vizinhas. Este mecanismo, denominado sinalização parácrina, utiliza fatores de sinalização de curto alcance para influenciar a função das células vizinhas. Erros ou distúrbios nessas vias de sinalização podem facilmente se tornar a causa raiz de muitas doenças.
As moléculas sinalizadoras difundem-se no ambiente extracelular, induzindo assim alterações nas células vizinhas, um processo que causa uma variedade de respostas biológicas.
A investigação descobriu que os factores parácrinos transmitem sinais através de receptores específicos, permitindo que as células que podem responder correctamente (isto é, células com os receptores apropriados) provoquem uma resposta. Além disso, as células que transmitem o sinal devem possuir capacidades de primeira etapa suficientes para gerar respostas mecânicas apropriadas durante o processo bioquímico. Esta capacidade permite que a sinalização parácrina exiba processos de desenvolvimento semelhantes e ordenados entre espécies e múltiplos órgãos.
O papel da família FGF
Sinais da família do fator de crescimento de fibroblastos (FGF) desempenham um papel crucial no desenvolvimento embrionário e na indução do crescimento. Vários FGFs têm uma ampla gama de funções e são usados principalmente para estimular a proliferação e diferenciação celular.
A variabilidade do FGF permite-lhe formar centenas de isómeros diferentes, permitindo-lhe alcançar diferentes efeitos durante o desenvolvimento.
Por exemplo, o sinal FGF8 e FGF10 do mesoderma no desenvolvimento dos membros do camundongo. O FGF10 promove ainda mais a produção de FGF8, que cria um ciclo de feedback que promove o desenvolvimento dos membros. A sinalização FGF também é essencial no desenvolvimento do olho de galinha.
A criticidade do caminho RTK
Aparentemente, a sinalização parácrina do FGF funciona através da via do receptor tirosina quinase (RTK). Quando o FGF se liga ao seu receptor, inicia vias de transdução de sinal que, em última análise, levam a alterações na expressão genética. Este processo envolve uma proteína chamada Ras, que quando ativada pode iniciar uma variedade de vias de sinalização a jusante.
No entanto, a desregulação destas vias pode levar à ocorrência de cancro, e estudos demonstraram que certas formas mutadas de RTK estão intimamente relacionadas com o desenvolvimento de vários tumores.
O impacto da proteína Hedgehog
Outra importante via de sinalização parácrina vem da família de proteínas Hedgehog. Essas proteínas desempenham papéis importantes no desenvolvimento dos membros e na padronização dos tecidos. A ativação anormal da via de sinalização Hedgehog está associada ao desenvolvimento de vários tipos de câncer.
Atividade anormal na sinalização Hedgehog pode levar à proliferação ilimitada de células e à formação de tumores.
Diversidade de sinalização Wnt
A família de proteínas Wnt é diversificada, comunicando-se com as células através de diversas vias de sinalização diferentes, e é particularmente crítica durante o desenvolvimento embrionário. Qualquer deficiência ou anormalidade de Wnt pode levar à ocorrência de várias doenças humanas e câncer.
A importância da superfamília TGF-β
A superfamília TGF-β (fator transformador de crescimento) abrange uma variedade de proteínas e regula muitos processos de desenvolvimento. O funcionamento anormal desta via de sinalização também está relacionado a múltiplas doenças, afetando funções importantes como crescimento celular, diferenciação e apoptose.
A influência interativa dessas vias de sinalização levou muitos pesquisadores a perceberem seus papéis sutis no desenvolvimento de doenças, fornecendo assim ideias potenciais para o desenvolvimento de novos tratamentos.
Confrontados com redes de sinalização tão diversas e importantes, não podemos deixar de perguntar: Como podem as pesquisas futuras revelar mais sobre as intrincadas relações entre estas vias de sinalização celular e as doenças?
