Uma equipe internacional de pesquisadores desenvolveu uma nova abordagem para identificar quais proteínas em nossas células são mais críticas para aumentar a absorção de açúcar após o exercício – um importante benefício do exercício que pode ajudar a manter bons níveis de açúcar no sangue.
Por Ivy Shih, Universidade de Sydney publicado por MedicalXpress.
Os resultados desse trabalho foram publicados na edição de dezembro do periódico internacional de pesquisa Nature Biotechnology , resultado de uma colaboração global de cientistas da Universidade de Sydney e da Universidade de Copenhagen.
Medindo proteínas diretamente nos músculos humanos usando tecnologia de ponta chamada espectrometria de massa, os pesquisadores descobriram que cada pessoa tem sua própria ‘impressão digital’ de atividades proteicas.
O método que desenvolveram identifica mudanças nas proteínas que diferem entre os participantes do estudo da mesma forma que a absorção do açúcar.
Usando esse método, eles descobriram um mecanismo pelo qual o exercício aumenta a absorção de açúcar pelos músculos após a estimulação com insulina, proporcionando uma nova compreensão desse processo complexo.
“Todos nós sabemos que o exercício é bom para nós, mas também ajuda a prevenir doenças específicas. Por exemplo, melhora a capacidade dos nossos músculos de absorver o açúcar do sangue após uma refeição”, disse o co-autor sênior, Professor David James, ARC Laureate e Leonard P. Ullmann Cátedra de Biologia de Sistemas Metabólicos no Charles Perkins Center e na Faculdade de Medicina e Saúde e na Faculdade de Ciências da Universidade.
“Quando esse processo falha, ele é chamado de ‘pré-diabetes’ – um fator de risco para muitas doenças, incluindo doenças cardíacas, diabetes tipo 2 e alguns tipos de câncer. Os pesquisadores não sabem o que causa o pré-diabetes, mas se soubessem, poderiam projetar medicamentos para tratar essa condição antes que ela desencadeie a doença. “
Abrindo ‘portas’ de proteínas
A absorção do açúcar pelo músculo é realizada por um conjunto de máquinas moleculares chamadas proteínas.
Esse processo começa com a ligação da pequena proteína insulina a outras proteínas – receptores – na superfície das células adiposas e musculares. Isso desencadeia uma cascata de milhares de sinais de proteínas dentro da célula – um processo denominado ‘fosforilação’. Em última análise, essa fosforilação sinaliza a abertura de “portas” de proteínas, trazendo o açúcar para dentro das células.
Atualmente sabemos que no pré-diabetes muitos desses sinais são defeituosos, mas não sabemos quais são os mais importantes para corrigir.
Elise Needham, Ph.D. candidato da Universidade de Sydney e principal autor do estudo, disse que um dos principais desafios está na complexidade da fosforilação.
“O exercício envolve milhares de mudanças nos sinais de fosforilação e não sabemos quais são os mais importantes para regular os efeitos benéficos do exercício”, disse a Sra. Needham.
“Para enfrentar este desafio, desenvolvemos um método chamado ‘fosfoproteômica personalizada’.”
Usando essa abordagem, a equipe descobriu um novo mecanismo pelo qual as células musculares humanas coordenam a resposta ao exercício e à insulina.
“As diferenças entre os indivíduos significam que há uma variação biológica considerável na fosforilação – como uma ‘impressão digital’ molecular”, disse o co-autor Dr. Sean Humphrey, do Charles Perkins Center.
“Isso reduz a probabilidade de identificar as respostas mais importantes. Em vez de ver isso como um obstáculo, usamos a nosso favor”.
Os pesquisadores também acreditam que a tecnologia pode ajudar a identificar outras chaves moleculares importantes. Por exemplo, no futuro, a fosfoproteômica personalizada permitirá a comparação de células doentes com células saudáveis, ajudando a descobrir as causas de doenças complexas.
Mais informações: Elise J. Needham et al, Personalized phosphoproteomics identifies functional signaling, Nature Biotechnology (2021). DOI: 10.1038 / s41587-021-01099-9
