Moleculas Pequenas, Grande Impacto: O Papel dos MicroARNs
Descubra como os microRNAs influenciam as células-tronco e a saúde.
Perinthottathil Sreejith, Joshuah Yon, Kalina Lapenta, Benoit Biteau
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Índice
- O Papel dos MicroRNAs nas Células-Tronco
- Pesquisa Atual sobre MicroRNAs em Drosophila
- O Que Acontece se os MicroRNAs Não Funcionam Direitinho?
- Analisando MicroRNAs no Intestino
- Os Efeitos de MicroRNAs Específicos nas Células-Tronco Intestinais
- O Papel do miR-31a
- O Papel do miR-34
- Conclusão: O Mundo Fascinante dos MicroRNAs
- Fonte original
MicroRNAs (miRs) são moléculas minúsculas que têm um papel gigante em como nossas células funcionam. Elas ajudam a controlar vários processos importantes no nosso corpo, tipo como as células crescem, se dividem e se transformam em diferentes tipos. Os cientistas descobriram que, mesmo vindo de diferentes seres vivos, muitas sequências dessas coisinhas são iguais entre as espécies. Isso mostra que elas ajudam em funções realmente importantes que são parecidas em todas as formas de vida.
Por exemplo, nas moscas (que podem não parecer tão importantes à primeira vista), microRNAs são essenciais pro desenvolvimento de células-tronco. Essas células especiais podem virar vários tipos de células no corpo e têm um papel crucial em produzir novas células que mantêm os tecidos saudáveis. Nas moscas fêmeas e machos, vários microRNAs são necessários pro desenvolvimento e funcionamento das células-tronco que produzem ovos e espermatozoides.
O Papel dos MicroRNAs nas Células-Tronco
MicroRNAs ajudam a controlar como as células-tronco se comportam. Durante o estudo sobre a biologia das moscas, os cientistas descobriram que um microRNA bastante estudado, chamado let-7, atinge moléculas mensageiras específicas no testículo da mosca. Se os níveis de let-7 caem, as moscas podem perder suas células-tronco que produzem espermatozoides com a idade. Outro microRNA, chamado bantam, desempenha um papel parecido em vários tipos de células-tronco, incluindo as do ovário, do cérebro e até do intestino.
Nas moscas, o intestino é mantido saudável por células especiais chamadas Células-tronco intestinais (ISCs). Essas células são as únicas que podem se dividir e criar novas células pra revestir o intestino. À medida que essas ISCs produzem novas células, elas também geram enteroblastos (EBs), que se transformam em diferentes tipos de células intestinais. Esse processo é crucial pra manter o intestino funcionando bem, especialmente quando tá danificado. Quando o intestino enfrenta lesões, tipo por algumas substâncias químicas ou bactérias, as ISCs entram em ação, aumentando a produção de células pra reparar o dano.
Recentemente, os cientistas começaram a investigar como vários microRNAs afetam essas células-tronco intestinais. Alguns estudos mostraram que certos microRNAs podem influenciar como essas células-tronco se comportam, incluindo como se diferenciam em outros tipos de células e como reagem ao estresse.
Pesquisa Atual sobre MicroRNAs em Drosophila
As pesquisas sobre microRNAs em moscas revelaram muito sobre como eles funcionam nas células-tronco. Por exemplo, um estudo apontou várias descobertas interessantes:
- miR-8: Esse microRNA é conhecido por influenciar como as células-tronco se diferenciam no intestino.
- miR-305: Esse tem um papel importante em como as ISCs respondem aos sinais de insulina, que são cruciais pro crescimento e funcionamento delas.
- bantam: Outro microRNA importante pras ISCs, ele regula a rapidez com que as ISCs podem se renovar.
- miR-277: Esse microRNA impacta o uso de energia nas ISCs, o que é crucial pra sobrevivência delas.
Essas descobertas fazem parte de um quadro maior de como os microRNAs trabalham com diferentes sinais pra apoiar a saúde do intestino. Os estudos sugerem que, se quisermos entender como as células-tronco funcionam no intestino e em outros lugares, precisamos saber mais sobre os microRNAs específicos que estão ativos nessas células.
Isolar essas células e analisar o conteúdo de microRNA é importante. Os cientistas fazem isso por meio de métodos como sequenciamento de RNA pequeno, que permite examinar quais microRNAs estão expressos nas células-tronco e progenitoras do intestino.
O Que Acontece se os MicroRNAs Não Funcionam Direitinho?
MicroRNAs são críticos pro funcionamento adequado das células-tronco. Quando os cientistas interrompem a produção de certos microRNAs no intestino, eles veem mudanças significativas. Por exemplo, ao derrubar o Dicer-1, um jogador chave na produção de microRNAs, o número de células-tronco intestinais diminui. Sem microRNAs suficientes, o intestino não se repara tão efetivamente, o que pode levar a várias questões de saúde.
Analisando MicroRNAs no Intestino
Um grupo de cientistas quis identificar quais microRNAs estão presentes nas células-tronco intestinais e em seus primeiros progenitores. Pra fazer isso, eles isolaram milhares de células positivas pra GFP, que são marcadas pra identificação, do intestino. Eles então sequenciaram as populações de RNA pequeno dessas células e identificaram vários microRNAs que estavam presentes.
Descobriram um total de 63 microRNAs que podiam ser detectados com confiabilidade, incluindo alguns bem conhecidos como bantam, miR-275 e miR-305. Os pesquisadores também procuraram diferenças nos níveis desses microRNAs quando o Dicer-1 foi derrubado. Alguns microRNAs diminuíram em número, enquanto outros aumentaram, dando pistas sobre quais podem ser mais ativos nas células-tronco em comparação aos enteroblastos.
Os Efeitos de MicroRNAs Específicos nas Células-Tronco Intestinais
A pesquisa focou em dois microRNAs que mostraram promessas em regular as células-tronco intestinais: miR-31a e miR-34.
O Papel do miR-31a
Os pesquisadores descobriram que o miR-31a é um regulador negativo da proliferação das ISCs. Em termos simples, isso significa que, quando o miR-31a está presente em maiores quantidades, ele impede que as células-tronco se dividam demais. Usando experimentos específicos, os cientistas manipularam os níveis de miR-31a e viram que, ao reduzir sua função, as células-tronco cresceram muito mais rápido. Por outro lado, quando aumentaram os níveis de miR-31a, o crescimento das células-tronco desacelerou bastante.
Em uma reviravolta divertida, durante os testes de estresse com DSS (uma substância química nociva), a superexpressão de miR-31a parou completamente a resposta que normalmente promove o crescimento celular. Enquanto isso, a redução do miR-31a não mudou muito como as células-tronco reagiram sob estresse, sugerindo que seu papel pode ser mais sobre controlar o retorno delas a um estado de descanso depois de cumprirem seu papel.
O Papel do miR-34
Da mesma forma, o miR-34 também tem uma função crítica. Esse microRNA é conhecido por afetar crescimento e divisão, e os pesquisadores descobriram que moscas que não têm miR-34 têm muito poucos enteroblastos em seus intestinos. Quando os pesquisadores expuseram essas moscas ao estresse, observaram que o aumento usual na produção de células não aconteceu.
No entanto, quando o miR-34 foi superexpresso, causou uma queda forte na proliferação celular, especialmente quando aplicado diretamente às células-tronco. Curiosamente, isso sugere que o miR-34 também desempenha um papel essencial em como as ISCs reagem ao estresse e mantêm sua função adequada.
Conclusão: O Mundo Fascinante dos MicroRNAs
MicroRNAs são pequenos, mas poderosos jogadores no mundo da biologia molecular. Eles regulam como as células se comportam, crescem e respondem ao estresse. A pesquisa em andamento sobre microRNAs nas células-tronco intestinais das moscas ilumina sua importância não apenas nas moscas, mas potencialmente na saúde humana também.
Ao entender como esses microRNAs funcionam, os cientistas esperam ganhar insights sobre vários processos biológicos, incluindo envelhecimento, desenvolvimento e até doenças como o câncer. Afinal, se moléculas tiny podem controlar o destino das células, imagina os outros segredos que elas podem guardar!
Então, da próxima vez que você beliscar um lanche, lembre-se que até as coisas menores podem ter os maiores impactos. Assim como aquele pequeno punhadinho de sal pode mudar todo um prato, os microRNAs estão mudando o curso da ciência e nossa compreensão da vida!
Fonte original
Título: MicroRNA profiling identifies novel regulators of stem cell function in the adult Drosophila intestine.
Resumo: Precise control of stem cell activity is critical to maintain homeostasis and regenerative capacity of adult tissues and limit proliferative syndromes. Hence, stem cell-specific complex regulatory networks exist to exquisitely maintain gene expression and adapt it to tissue demand, controlling self-renewal, fate commitment and differentiation of developing and adults cell lineages. One of the essential and conserved regulatory components that fine-tune gene expression are microRNAs, which post-transcriptionally regulate stability and translation of messengers. microRNAs have been identified as critical stem cell regulators across stem cell populations and organisms. Here, we report the profiling of microRNAs expressed in stem cells and their immediate daughter cells in the Drosophila adult intestine. Our analysis identifies over 60 miRs that can be reliably detected in these sorted progenitor cells; a few of these have been reported to control fly intestinal stem cells, but most have yet to be investigated in the adult intestinal lineage. To validate the relevance of our unbiased analysis, we chose to characterize the phenotypes associated with genetic manipulations of two of these microRNAs, miR-31a and miR-34, which are conserved in other organisms, but whose function has not been investigated in the Drosophila midgut. We found that miR-31a acts as anti-proliferation factor and is important for the re-entry of ISC into quiescence after tissue damage. Additionally, we demonstrate that miR-34 is essential for ISC proliferation, but its over-expression also prevents proliferation, highlighting the complexity of miR-mediated control of stem cell function. Altogether, our work establishes a new critical resource to investigate the detailed mechanisms that control stem cell proliferation and intestinal differentiation under homeostatic conditions, in response to tissue damage, or during epithelial transformation and aging.
Autores: Perinthottathil Sreejith, Joshuah Yon, Kalina Lapenta, Benoit Biteau
Última atualização: 2024-12-30 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.30.630748
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.30.630748.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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