- Pesquisadores do MIT mostraram que a formação de gotículas por quinases otimiza as condições químicas e acelera a ativação de vias de sinalização celular.
- A focal adhesion kinase (FAK) formou gotículas mesmo quando as células não estavam aderidas, ativando o sinal pró-crescimento; concentrações altas podem manter a via sempre ligada.
- Em células cancerosas, a superexpressão de FAK pode favorecer progressão e metástase ao promover esse mecanismo de gotículas.
- Além da FAK, as quinases Mst2 e Abl também se condensam em gotículas de alta concentração, aumentando a atividade e permitindo fosforilar alvos adicionais, alterando padrões de sinalização.
- Estima-se que quarenta e cinco por cento dos quinases humanos possam formar esse tipo de gotícula, com o ATP sendo atraído para dentro das gotículas; pesquisas futuras podem orientar o design de fármacos que se concentrem nesses compartimentos, reduzindo efeitos colaterais.
O estudo de pesquisadores do MIT indica que a formação de gotículas por condensação de proteínas pode acelerar reações enzimáticas dentro das células. A pesquisa mostra que certas kinases, enzimas que ativam sinais de crescimento, funcionam de forma otimizada quando se agrupam em droplets, facilitando a fosforilação de alvos celulares.
Os autores, liderados pela professora assistente Lindsay Case, realizaram experimentos com a focal adhesion kinase (FAK). Ao aumentar a concentração de FAK, as enzimas se condensaram em droplets mesmo em células sem aderência a uma superfície, ativando sinais pró-crescimento. A equipe observa que esse acúmulo pode manter a sinalização ativa independentemente de receptores externos.
A pesquisa foi publicada hoje na revista Cell Reports, com Nicholas Lea como autor principal. O estudo utiliza modelagem computacional e técnicas de biologia molecular para entender como a organização espacial das kinases afeta a biologia de sinalização celular.
Caso a caso, a condensação também foi observada em mais dois kinases estudados: Mst2 e Abl. Em concentrações elevadas, essas enzimas também formaram droplets e apresentaram aumento de atividade, podendo Fosforilar alvos adicionais. Enquanto a condensação de FAK pode ocorrer principalmente em células cancerosas, Mst2 parece ser uma estratégia utilizada por células saudáveis para regular o eixo Hippo.
Implicações e caminhos futuros
A equipe identificou que os droplets atraem grande quantidade de ATP, necessário para as reações de fosforilação. O fenômeno pode favorecer mudanças no conjunto de alvos fosforilados dentro do droplet, alterando rotas de sinalização. Estima-se, por meio de modelo de machine learning, que cerca de 45% dos kinases humanos teriam capacidade de formar essas droplets, associada a maior carga positiva nas proteínas.
Os pesquisadores destacam o potencial terapêutico: bloquear a formação de droplets de FAK poderia representar uma estratégia para interromper sinais que alimentam o câncer. Em paralelo, há interesse em explorar drogas que imitem a atração de ATP para reduzir efeitos colaterais ao local da ação. O estudo recebe apoio de várias instituições, incluindo o Searle Scholars Program e NIH.
Entre na conversa da comunidade