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Um prémio Nobel para como gerir a falta de oxigénio no nosso organismo

Um prémio Nobel para como gerir a falta de oxigénio no nosso organismo

No Ano Internacional da Tabela Periódica, prémio sublinha a relevância de um dos mais importantes elementos químicos na Terra.

A vida tal como a conhecemos não pode existir sem oxigénio. Contudo, as nossas células nem sempre dispõem de uma quantidade constante do elemento. Estados de hipoxia ocorrem em situações como o esforço físico ou as altitudes elevadas. A hipoxia resultante da diminuição do fluxo de sangue é também uma característica de doenças como a insuficiência cardíaca, doenças inflamatórias crónicas e vários tipos de cancro. O prémio Nobel da Medicina deste ano reconhece por isso a importância do trabalho de três cientistas que identificaram maquinarias celulares tais como o factor induzido por hipoxia – hypoxia-inducible factor HIF, que permitem ao nosso corpo detectar e adaptar-se às flutuações na quantidade de oxigénio a que as nossas células estão sujeitas – um grande passo em frente no conhecimento da fisiologia humana.

Os estudos agora distinguidos já levaram ao desenvolvimento (mas não ainda à utilização) de fármacos que interferem com a regulação do HIF e permitem a estimulação da produção de glóbulos vermelhos, ou de medicamentos que impedem a formação de novos vasos sanguíneos que facilitam o crescimento dos tumores. Também em Portugal, vários cientistas dedicam-se à investigação dos mecanismos de hipoxia e à sua associação a várias condições fisiológicas.

O oxigénio é ainda essencial a todos os microrganismos que produzem energia através de respiração celular. Uma diminuição excessiva da quantidade disponível para as células leva à sua morte. Assim, tal como os organismos superiores que respiram oxigénio dispõem de sistemas que permitem regular a quantidade acessível às células, e onde se enquadram os trabalhos sobre sensores de oxigénio dos laureados (neste caso, uma proteína contendo ferro), também as bactérias têm sistemas dedicados à detecção/resposta deste elemento. Sendo a microbiota parte essencial no funcionamento do nosso organismo, a sobrevivência dos microorganismos que a constituem está dependente da sua capacidade de adaptação às flutuações de oxigénio a que estão sujeitos.

O oxigénio tem ainda outra faceta: por reacção com componentes celulares, gera espécies muito mais reactivas que o próprio oxigénio, que podem levar à degradação de múltiplos processos metabólicos. Todos os organismos vivos, em particular os organismos anaeróbicos (que não necessitam de oxigénio para crescer), dispõem de sistemas para eliminar estas espécies reactivas de oxigénio. Estas espécies são utilizadas pelo sistema imunitário humano para combater microorganismos patogénicos.

No ITQB NOVA, investigamos a relação dos organismos com o oxigénio, nomeadamente em microorganismos unicelulares para os quais temos vindo a descobrir os mecanismos de defesa contra o oxigénio e as espécies reactivas derivadas. O seu estudo ao nível molecular através da determinação da sua estrutura, mecanismos de acção e contribuição relativa para a protecção das bactérias, é uma informação crucial para o conhecimento da interacção entre as células humanas e os microorganismos que competem pelas mesmas fontes de oxigénio. Ajuda também o desenvolvimento de novas estratégias que diminuam a sua resistência de bactérias patogenias. Esta simbiose entre microrganismos e células humanas é essencial e reflecte-se em semelhanças no seu modo de funcionamento: tal com as células animais contêm o regulador IHF para o oxigénio, as bactérias têm sensores de oxigénio (FNR, OxyR, …) que regulam a expressão de sistemas de resposta à sua deficiência ou excesso. No Ano Internacional da Tabela Periódica, este prémio Nobel sublinha a relevância de um dos mais importantes elementos químicos presentes na Terra, sem o qual parece que não sabemos (ainda) viver...

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