Como um suposto receptor ‘nuclear’ torna possível a sinalização do TCR – Strong The One

A célula AT (foto) pode ter muitos papéis no sistema imunológico. (Imagem cortesia do NIAID)

Os cientistas normalmente não esperariam ver um receptor nuclear como o RARα desempenhando esse papel fora do núcleo da célula. E, no entanto, as novas descobertas sugerem que as células T não podem começar a combater doenças sem uma forma de RARα em cena no citoplasma.

“Receptores citoplasmáticos de ácido retinóico acabam sendo centrais para uma célula T vincular a detecção na superfície da célula com cascatas de sinalização a jusante e programas de expressão gênica que transformam a célula T para se tornar um lutador ativo”, diz a professora Hilde Cheroutre, Ph.D. , que liderou o novo estudo no La Jolla Institute for Immunology (LJI) com o professor assistente da LJI Samuel Myers, Ph.D., o professor da LJI Mitchell Kronenberg, Ph.D., e o professor emérito da LJI Amnon Altman, Ph.D.

O estudo também é resultado de uma colaboração bem-sucedida com cientistas do RIKEN Center for Integrative Medical Sciences no Japão e equipes locais da UC San Diego e do Salk Institute.

Ajudando as células T a responder ao perigo

Para entender esse achado, ajuda a imaginar a geografia de uma célula T. O núcleo da célula (com seu DNA agrupado) fica no meio da célula. Outras moléculas e estruturas celulares chamadas organelas flutuam no citoplasma fora do núcleo rodeadas por uma membrana na borda da célula (membrana celular).

Moléculas especiais chamadas receptores de células T (TCRs) ficam na membrana celular, onde recebem mensagens de outras células. Você pode imaginar os TCRs como observadores de incêndios, os vigias que procuram fumaça em cabanas remotas no deserto. Assim como os observadores de incêndio precisam alertar as autoridades sobre qualquer fumaça à distância, os TCRs precisam sinalizar rapidamente o quartel-general – o núcleo da célula – se detectarem uma ameaça potencial, como um vírus ou uma célula cancerígena.

Enviar esse sinal para o núcleo da célula é fundamental para ativar a expressão gênica para transformar a célula T em uma célula lutadora. Mas os TCRs não podem simplesmente pegar um telefone, então como eles alertam o núcleo distante da célula sobre problemas?

O processo de sinalização é fascinante. Uma vez que o TCR é acionado, moléculas chamadas quinases (enzimas que adicionam fosfatos às proteínas) trabalham com adaptadores que dizem às proteínas próximas para “clicar” juntas e montar um “complexo de ativação” molecular especial. Esse complexo é chamado de sinalossomo TCR e se reúne dentro da membrana celular. “O sinalossoma TCR é extremamente importante para mediar a comunicação entre o exterior e o interior de uma célula”, diz Cheroutre.

E embora o sinalossoma TCR tenha sido estudado por muitas pessoas por muitos, muitos anos, ninguém jamais havia detectado RARα neste complexo de ativação antes.

“Essa nova descoberta mudará a maneira como pensamos sobre os sinais TCR”, diz Kronenberg.

Desvendando o papel da RARα

O segredo do RARα veio à tona graças ao desenvolvimento de técnicas CRISPR, avanços em imagens e espectrometria de massa – e anos de trabalho árduo da equipe e colaboradores da LJI.

O RARα pertence a uma grande família de receptores de ácido retinóico que normalmente ficam em regiões de controle de genes-alvo no núcleo. Esses receptores de ácido retinóico recrutam moléculas repressoras e ativadoras que os permitem “desligar” ou “ligar” a expressão desses genes-alvo. Esse importante trabalho no núcleo deu aos receptores de ácido retinóico o título de “receptores nucleares”.

Vários anos atrás, Cheroutre e seus colegas publicaram pesquisas mostrando que o ácido retinóico (RA), que obtemos da vitamina A, desencadeia o RARα nuclear e a expressão gênica importante para a diferenciação de células T reguladoras supressivas que reduzem a resposta imune.

Para o novo estudo, Cheroutre queria investigar como o ácido retinóico controla esse destino supressivo das células T, então seu laboratório começou a examinar os receptores de ácido retinóico, como o RARα, mais de perto.

Os pesquisadores ficaram intrigados ao descobrir que o RARα realmente vem em duas variantes, chamadas de isoformas. “Essas isoformas são codificadas pelo mesmo gene, mas diferem um pouco em uma extremidade. As consequências, porém, são mais significativas e prendem uma forma no citoplasma, enquanto a outra fica confinada ao núcleo”, diz Cheroutre.

Essas duas isoformas poderiam desempenhar papéis diferentes nas células T? Olhando mais de perto, os pesquisadores perceberam que essa isoforma RARα não respondia ao ácido retinóico e nem sequer tinha o equipamento certo para funcionar como um receptor nuclear.

“Ele não tinha as ferramentas que são importantes para os receptores nucleares, ou seja, a capacidade de interagir com o DNA e a capacidade de se translocar do citoplasma para o núcleo”, diz Cheroutre.

Usando técnicas de edição de genes CRISPR para modular a expressão das duas isoformas, os pesquisadores descobriram que a modulação da isoforma citoplasmática causou grandes problemas para a sinalização do TCR no citoplasma e prejudicou a comunicação com o centro de controle no núcleo.

A RARα está no lugar certo na hora certa

Depois de saberem onde procurar essa isoforma RARα, os pesquisadores tentaram descobrir com quais outras proteínas o RARα interagia. Este trabalho revelou interações com a quinase ZAP70, um dos principais componentes do sinalossoma TCR.

Outra pista importante e inicial de que o RARα tinha um papel fora do núcleo veio do trabalho de proteômica liderado pelo Myers Lab. Os pesquisadores usaram técnicas de espectrometria de massa p