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Novo Método para Estudar Lisossomos em Doenças

Pesquisadores desenvolveram uma técnica pra estudar lisossomos e seu papel em várias doenças.

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Lisossomos são estruturas pequenas e parecidas com bolhas que ficam dentro das células. Eles são cercados por uma membrana e têm um papel essencial na limpeza da célula, quebrando resíduos e reciclando nutrientes. Quando os lisossomos não funcionam direito, isso pode causar vários problemas de saúde, incluindo algumas doenças sérias que afetam o cérebro e outras partes do corpo.

Importância da Função Lisossomal

Lisossomos representam uma parte pequena de cada célula, geralmente só 1-3% do seu volume. Esse tamanho pequeno pode dificultar o estudo por parte dos cientistas, especialmente quando eles querem ver como o conteúdo muda em doenças. Lisossomos disfuncionais estão ligados a um grupo de doenças conhecidas como doenças de armazenamento lisossomal (DSLs), que incluem várias condições que afetam a função do cérebro e do corpo ao longo do tempo.

Novas Técnicas para Estudar Lisossomos

Recentemente, pesquisadores desenvolveram um novo método chamado "LysoTagIP", que ajuda a isolar e estudar lisossomos de forma mais eficaz. Esse método permite que os cientistas retirem lisossomos intactos das células, facilitando a análise do que tem dentro deles. Porém, marcar lisossomos em pacientes não é possível, por isso criaram um novo método que não depende de marcação.

Essa nova abordagem, chamada "tagless LysoIP", usa anticorpos que reconhecem uma proteína específica, TMEM192, encontrada nos lisossomos. Usando esse método, os pesquisadores podem enriquecer lisossomos de várias células humanas e amostras clínicas, incluindo células do sangue. Esse método promete ajudar a estudar a função lisossomal em doenças e pode ajudar a identificar novos marcadores para diferentes condições.

Como Funciona o Tagless LysoIP

TMEM192 é uma proteína encontrada nos lisossomos com uma estrutura específica. Os pesquisadores identificaram dois anticorpos que conseguiam encontrar e isolar essa proteína com sucesso. Eles conectaram um desses anticorpos a esferas magnéticas e usaram isso para puxar lisossomos de misturas celulares sem destruí-los. Esse processo levou cerca de 10 minutos e envolveu etapas cuidadosas para garantir que os lisossomos permanecessem intactos.

Enriquecimento de Lisossomos de Diferentes Tipos de Células

Usando o tagless LysoIP, os pesquisadores testaram várias células humanas, incluindo aquelas derivadas do sangue e neurônios. Eles conseguiram coletar lisossomos dessas células de forma eficiente para um estudo mais aprofundado. Isso permite que os cientistas olhem mais de perto o papel dos lisossomos em diferentes doenças e condições.

Aplicação em Pacientes com Doença CLN3

Para validar a efetividade desse método, os pesquisadores aplicaram o tagless LysoIP para estudar pacientes com a doença CLN3. Essa condição é um tipo de transtorno neurodegenerativo que causa problemas no cérebro e nos olhos. Ao analisarem os lisossomos em células do sangue desses pacientes, os pesquisadores descobriram que os níveis de certas substâncias chamadas glicerofosfo-diesteres (GPDs) estavam significativamente mais altos em comparação com indivíduos saudáveis. Esses achados sugerem que o tagless LysoIP pode ser uma ferramenta útil para entender doenças ligadas à disfunção lisossomal.

Principais Descobertas do Estudo

Resumindo, o estudo destaca como o método tagless LysoIP pode isolar com sucesso lisossomos de diferentes células humanas, incluindo as de pacientes. Os pesquisadores demonstraram que esse método pode revelar diferenças importantes no conteúdo dos lisossomos de indivíduos com doenças específicas, oferecendo insights sobre como a disfunção lisossomal contribui para as doenças.

Testes em Células do Sangue

Os pesquisadores focaram nas células do sangue, conhecidas como PBMCs, que são uma mistura de diferentes células imunológicas. Eles realizaram experimentos para ver quão bem o método tagless LysoIP funcionou para enriquecer lisossomos dessas células. Otimizando o processo de preparação da amostra, conseguiram melhorar a detecção de marcadores proteicos importantes nos lisossomos.

Importância de Monitorar Amostras Clínicas

Essa pesquisa é significativa porque abre portas para melhores estudos da função lisossomal em doenças humanas. Sendo capaz de analisar lisossomos de amostras de pacientes, os cientistas podem procurar por biomarcadores-substâncias que podem indicar a presença ou a progressão de uma doença.

Aplicações Futuras

As aplicações potenciais do tagless LysoIP vão além da doença CLN3. O método pode ser valioso para entender uma ampla gama de condições, incluindo doenças neurodegenerativas como a Doença de Parkinson. Ao descobrir mais sobre o papel dos lisossomos nessas condições, os pesquisadores podem encontrar novas maneiras de avaliar a progressão da doença e as respostas ao tratamento.

Conclusão

Em conclusão, o método tagless LysoIP representa um avanço importante no estudo dos lisossomos e seu papel nas doenças. Essa nova abordagem permite que os pesquisadores reúnam e analisem lisossomos de amostras clínicas, oferecendo insights sobre várias condições de saúde. Com mais estudos e tamanhos de amostra maiores, esse método pode levar a novas descobertas no diagnóstico e tratamento de doenças ligadas à disfunção lisossomal.

Ao entender como os lisossomos funcionam e o que acontece quando eles falham, os cientistas podem lidar melhor com questões relacionadas a doenças que afetam muitas pessoas em todo o mundo.

Fonte original

Título: Tagless LysoIP method for molecular profiling of lysosomal content in clinical samples

Resumo: Lysosomes are implicated in a wide spectrum of human diseases including monogenic lysosomal storage disorders (LSDs), age-associated neurodegeneration and cancer. Profiling lysosomal content using tag-based lysosomal immunoprecipitation (LysoTagIP) in cell and animal models allowed major discoveries in the field, however studying lysosomal dysfunction in human patients remains challenging. Here, we report the development of the "tagless LysoIP method" to enable rapid enrichment of lysosomes, via immunoprecipitation, using the endogenous integral lysosomal membrane protein TMEM192, directly from clinical samples and human cell lines (e.g. induced Pluripotent Stem Cell (iPSCs) derived neurons). Isolated lysosomes are intact and suitable for subsequent multimodal omics analyses. To validate our approach, we employed the tagless LysoIP to enrich lysosomes from peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) derived from fresh blood from patients with CLN3 disease, a neurodegenerative LSD. Metabolic profiling of isolated lysosomes showed massive accumulation of glycerophosphodiesters (GPDs) in patients lysosomes. Interestingly, a patient with a milder phenotype and genotype displayed lower accumulation of lysosomal GPDs, consistent with their potential role as disease biomarkers. Altogether, the tagless LysoIP provides a framework to study native lysosomes from patient samples, identify novel biomarkers and discover human-relevant disease mechanisms.

Autores: Esther Sammler, D. Saarela, P. Lis, S. Gomes, R. S. Nirujogi, W. Dong, E. Rawat, S. Glendinning, K. Zeneviciute, E. Bagnoli, R. Fasimoye, C. Lin, K. Nyame, F. A. Boros, F. Zunke, F. Lamoliatte, S. Elshani, M. Jaconnelli, J. J. M. Jans, M. A. Huisman, C. Posern, L. M. Westermann, A. Schulz, P. M. van Hasselt, D. R. Alessi, M. Abu-Remaileh

Última atualização: 2024-05-27 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.17.594681

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.17.594681.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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