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Biologia da Comunicação volume 5, Número do artigo: 730 (2022) Cite este artigo

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A manutenção do equilíbrio hídrico é um verdadeiro desafio para os anfíbios em ambientes terrestres. Nossos estudos anteriores com o sapo Bombina maxima descobriram uma proteína formadora de poros e um complexo de fator trefoil βγ-CAT, que é montado sob regulação rígida, dependendo de sugestões ambientais. Aqui relatamos um papel inesperado para βγ-CAT na manutenção da água do sapo. A deleção de secreções de pele de sapo, nas quais βγ-CAT é um componente principal, aumentou a mortalidade animal sob estresse hipertônico. A βγ-CAT foi expressa constitutivamente em órgãos osmorreguladores de sapos, o que foi induzível sob a variação das condições osmóticas. A proteína induziu e participou da macropinocitose in vivo e in vitro. Durante a hiperosmose extracelular, βγ-CAT estimulou a macropinocitose para facilitar a importação de água e aumentar a liberação de exossomos, que regulava simultaneamente a distribuição de aquaporinas. Coletivamente, esses achados revelaram que, além da aquaporina integrada à membrana, uma proteína secretora formadora de poros pode facilitar a manutenção da água do sapo via indução de macropinocitose e modulação de exocitose, especialmente em respostas ao estresse osmótico.

A manutenção do equilíbrio hídrico é um desafio fundamental que os anfíbios enfrentam no processo de transição da água para a terra1,2. Nesses animais, a função coordenada dos sistemas nervoso, endócrino e linfático e dos órgãos envolvidos no equilíbrio água-sal e na osmorregulação (incluindo pele, bexiga e rins) resulta em maior armazenamento e utilização de água e menor evaporação1,3. Os anfíbios são capazes de absorver água pela pele1,2. Além disso, a água é reabsorvida do líquido tubular no rim e da urina armazenada na bexiga urinária (UB)2,3. As proteínas do canal de água aquaporinas (AQPs) desempenham papéis fundamentais na absorção/reabsorção transepitelial de água nesses órgãos e na regulação do volume celular4,5. No entanto, raramente foi estudado sobre a função fisiológica dos componentes proteicos das secreções da pele de anfíbios na regulação da homeostase da água tegumentar.

A macropinocitose é um mecanismo que medeia a captação de massa e a internalização do líquido extracelular e dos solutos nele contidos, produzindo vesículas endocíticas com diâmetros de 0,2 a 5 μm6,7. A macropinocitose é uma via endocítica dependente de actina mediada pela ativação das vias de sinalização Ras e fosfatidilinositol 3-quinase (PI3K), que é induzida por agentes endógenos, como fatores de crescimento, ou por micróbios invasivos6,8. Foi documentado que esse processo celular fundamental desempenha vários papéis fisiopatológicos em uma variedade de células normais e malignas, incluindo aquisição de nutrientes, crescimento celular, tráfego e renovação de componentes da membrana, entrada de patógenos, vigilância imunológica e motilidade celular6,9, 10. No entanto, as funções fisiológicas da macropinocitose, uma forma muito antiga de endocitose, permanecem incompletamente compreendidas11,12.

Proteínas formadoras de poros (PFPs) são geralmente proteínas secretoras que existem em uma forma monomérica solúvel em água e oligomerizam para formar poros transmembranares (canais)13,14. As aerolisinas são PFPs β-barril bacterianas produzidas por espécies de Aeromonas13,14. Curiosamente, numerosos PFPs da família aerolisina (abreviados como af-PFPs, anteriormente referidos como Aerolysin-Like Proteins, ALPs) abrigando um domínio de inserção de membrana de aerolisina fundido com outros domínios foram identificados em vários animais e plantas15,16. Nossos estudos anteriores com as secreções da pele do sapo Bombina maxima descobriram uma rede de interação entre af-PFPs e fatores trefoil (TFFs)17. A BmALP1, uma af-PFP do sapo, pode ser regulada reversivelmente entre as formas ativa e inativa, em que seu parálogo BmALP3 é um regulador negativo dependendo da tensão de oxigênio ambiental18. Especificamente, BmALP1 interage com BmTFF3 para formar um complexo PFP ativo de membrana chamado βγ-CAT19,20, no qual BmTFF3 atua como um acompanhante extracelular que estabiliza o monômero BmALP1 e entrega este PFP aos seus alvos de membrana apropriados18,21.