Com o objetivo de estudar o envelhecimento a partir da observação de mitocôndrias – organelas responsáveis pela respiração celular e síntese de energia – de leveduras, fungos unicelulares, pesquisa desenvolvida pela tese de doutorado de Erich Tahara, no Instituto de Química (IQ) da USP, consegue trazer novas perspectivas e descobertas para essa área. E, devido a isso, ganhou o Prêmio Tese Destaque USP deste ano, na Grande Área de Ciências Biológicas.

Esse estudo foi realizado no fungo Saccharomyces cerevisiae, encontrado no fermento utilizado para massas de pão. Mesmo com grandes diferenças existentes entre as células humanas, essa levedura atua como organismo-modelo, visto que, como os seres humanos, ela também envelhece e perde, de forma progressiva, a sua vitalidade. Segundo Alicia Kowaltowski, professora do IQ e orientadora da tese de Tahara junto com o professor do Instituto de Ciências Biomédicas, Mario Henrique de Barros, “entender esses mecanismos em fungos nos ajuda a procurar paralelos em animais mais complexos”.

Essas leveduras foram submetidas a uma condição de cultivo na qual havia uma restrição de calorias, dado que os meios para a indução de restrição calórica continham quatro vezes menos glicose do que os meios de controle. Durante a pesquisa, procurava-se entender quais eram as mudanças no metabolismo mitocondrial durante a ação dessa diminuição de açúcares, visto que essas organelas possuem grande importância na determinação do tempo de vida de um indivíduo.

Nas mitocôndrias ocorrem consecutivas reações de óxido-redução, que permitem a formação de ATP, molécula que confere energia aos processos celulares. “Por anos acreditou-se que o local em que essas reações ocorrem, a cadeia de transporte de elétrons, era responsável pela geração de 100% das espécies reativas de oxigênio mitocondriais – também conhecidas como radicais livres. Porém, um dos achados da nossa pesquisa mostra que uma enzima mitocondrial que não é participante da cadeia de transporte de elétrons é também uma fonte das espécies reativas de oxigênio, regulada pela restrição calórica”, explica Tahara.

Como resultados, a pesquisa conseguiu descobrir uma nova fonte de radicais-livres, que são conhecidos por promoverem modificações em moléculas, o que pode estar envolvido na perda de funções e no envelhecimento. Um segundo ponto debatido em sua tese foi a importância do bom funcionamento das cadeias transportadoras de elétrons, uma das etapas da respiração celular. A interrupção das reações de óxido-redução nessa cadeia, e a consequente perda da capacidade de produção de ATP, abole totalmente o aumento do tempo de vida promovido pela restrição calórica do S. cerevisiae, ou seja, para que a levedura conseguisse viver mais com essa dieta restritiva.

Já era sabido que essa restrição de glicose é capaz de aumentar a taxa de consumo de oxigênio mitocondrial das células caloricamente restritas, contudo, a grande descoberta do pesquisador foi que o aumento da taxa respiratória ocorria várias horas depois da glicose ter sido totalmente consumida e, portanto, desaparecido da cultura. Isso configura uma espécie de sinalização posterior, em longo prazo, e se assemelha a um sistema de memória, que na biologia é chamado de efeito histerético, em que mudanças celulares são observadas em decorrência de eventos ocorridos anteriormente. “O efeito histerético é um pouco misterioso pra nós, não sabemos ainda explicar o mecanismo pelo qual ele acontece, mas a sua ocorrência está bem comprovada dentro da tese do Erich", explica Alicia.

Prêmio Tese USP Destaque

O Prêmio surgiu em 2011, como forma de reconhecer a qualidade dos alunos de doutorado da USP, e premia, desde então, os trabalhos divulgados nos dois últimos anos. Eles são divididos entre nove áreas do conhecimento – Engenharias, Linguística Letras e Artes, Multidisciplinar, Ciências Agrárias, Biológicas, Exatas e da Terra, Humanas, da Saúde e Sociais Aplicadas. Neste ano, o Prêmio Tese USP Destaque foi concedido em agosto, e foram premiadas nove teses e concedidas 17 menções honrosas.