Células individuais tomam decisões de modo parecido com os humanos

Percepção multissensorial

Cada um de nós toma decisões o tempo todo. Essas decisões geralmente exigem levar em conta uma variedade de dicas contextuais, para garantir que cada decisão seja tomada de acordo com as circunstâncias.

A riqueza de informações necessárias para tomar decisões é fornecida pelos nossos sentidos: Eles percebem aspectos únicos do nosso ambiente, como informações visuais e auditivas, que nosso cérebro posteriormente integra em uma percepção holística.

Isso é chamado de percepção multissensorial – ou multimodal.

Acontece que nossas células não parecem ser em nada diferentes dos humanos a esse respeito: Cada célula individual constantemente toma decisões importantes, como se dividir ou não, ou até se deve se preparar para morrer.

Uma nova pesquisa realizada na Universidade de Zurique (Suíça) mostrou que o processo de “decisão celular” é tão complexo que é possível estender o conceito de percepção contextual e multimodal, encontrada nos humanos, para as células individuais.

Percepção das células

Surpreendentemente, os pesquisadores descobriram que as células individuais de fato tomam decisões de forma muito mais autônoma do que se pensava anteriormente.

“A tomada de decisão adequada por células individuais usa percepção multimodal, permitindo que as células integrem sinais externos, como fatores de crescimento, com informações de dentro da célula, como o número de organelas celulares,” explica o professor Lucas Pelkmans.

Além disso, em certas situações as pistas internas usadas pelas células podem até mesmo anular os estímulos externos. Isso acontece, por exemplo, em tumores, onde o estado real de determinadas células anula o tratamento com drogas antiproliferativas, tornando-as resistentes ao tratamento.

“Tal resistência às drogas é um grande problema na luta contra o câncer. A solução pode vir de levar em conta as pistas contextuais que as células experimentam e, finalmente, alterá-las,” indica Pelkmans.

Células tomando decisões

Analisando dezenas de proteínas em milhões de células ao mesmo tempo, os pesquisadores tiveram que medir simultaneamente a atividade de vários nós de sinalização – os sensores externos das células – bem como várias pistas potenciais de dentro da célula, tais como o ambiente local e o número de organelas celulares.

Tudo isso teve que ser analisado tanto em células individuais quanto em milhões de células. “Para fazer isso, usamos o ‘4i’, um método desenvolvido aqui na universidade, que nos permite visualizar e quantificar simultaneamente até 80 proteínas diferentes e modificações de proteínas em células únicas usando microscopia de fluorescência,” contou o pesquisador Bernhard Kramer.

A equipe descobriu que a variabilidade nas atividades dos sensores individuais nas células está intimamente ligada à variação nas pistas internas. Por exemplo, a abundância de mitocôndrias, as usinas de energia das células, afeta fundamentalmente como um estímulo externo é percebido por uma célula individual. Além disso, cada sensor integra diferentes pistas de dentro da célula.

Quando os pesquisadores avaliaram uma decisão importante de uma única célula – proliferar ou permanecer quiescente em um estímulo de crescimento – eles descobriram que a escolha da célula foi mediada pela percepção de vários sensores e foi, previsivelmente, modulada por sinais do estado de saúde da célula.