As portas da cela
Liberles está mapeando as estradas vagas da informação. Mas as rodovias precisam de rampas de acesso para a entrada de sinais. Durante anos, um dos maiores mistérios da neurobiologia foi a rampa de acesso molecular para o nosso sentido do tato.
Em algum lugar, algo em nossos corpos estava convertendo a força física em um sinal elétrico que o sistema nervoso pudesse compreender. Mas ninguém sabia como.
Resolver esse mistério exigia um cientista disposto a confiar num palpite quando os dados não conseguiam mostrar o caminho.
Ardem Patapoutian cresceu no Líbano e fugiu da guerra civil do país aos 18 anos, desembarcando em Los Angeles, onde entregava pizzas e escrevia horóscopos para um jornal local antes de se apaixonar pela ciência na UCLA.
Na década de 1990, como pós-doutorando na Universidade da Califórnia, em São Francisco, ele ficou fascinado pelo nosso sentido do tato – o último dos cinco principais sentidos ainda não compreendidos no nível molecular. O sinal de estiramento pulmonar que os neurônios vagos de Liberles levam ao cérebro? Ninguém jamais descobriu como esse sinal começou.
“Como você sente o abraço de um ente querido? Como seus dedos distinguem uma textura de cabelo de outra?” Patapoutian nos convida a refletir em sua palestra sobre o Prêmio Nobel de 2021. O problema: a maior parte da comunicação celular funciona por meio da química. Mas a força mecânica não oferece nenhuma molécula para se ligar. Como o corpo traduz a pressão física na linguagem eletroquímica que os neurônios falam?
Os cientistas sabiam que a resposta tinha que ser um canal iônico – uma porta de proteína embutida nas membranas celulares que se abre para permitir a entrada de partículas eletricamente carregadas na célula. Mas localizar o responsável pelo toque revelou-se absurdamente difícil. Os canais iônicos têm um centésimo milésimo do tamanho de uma célula, invisíveis aos microscópios comuns. Pior, eles não se parecem. Você não pode reconhecer um pela sua forma ou pela sua sequência de aminoácidos. Mesmo com um bem na sua frente, nada diria que ele estava lá.
Na Scripps, onde trabalha agora, Patapoutian decidiu tentar uma abordagem incomum. Ele tentaria encontrar células que mostrassem sensibilidade ao toque e destruir seu modelo genético interno, um gene de cada vez – procurando o movimento que deixaria a célula dormente. Era tedioso, caro e possivelmente um beco sem saída. “Muita gente zombou de nós”, diz ele.
Dois anos depois, Bertrand Coste, colaborador de Patapoutian, gastou metade de sua consulta de pós-doutorado sem resultados. Patapoutian disse: Mais 30 genes e então decidimos se continuamos.
O que os manteve em movimento, disse-me Patapoutian, foi a intuição informada. “À medida que você ganha mais experiência, você tem essa noção do que vai funcionar e do que não vai funcionar. Às vezes, os dados não conseguem responder à questão de quando parar ou quando continuar. Tem que haver outro processo. Se você começar a confiar neles, isso lhe dará um caminho para continuar.”
Coste eliminou o gene candidato 72. Flatline. A cela ficou dormente.
Eles encontraram o mecanismo por trás de algo que você sente todos os dias.
Eles chamaram a proteína que identificaram de PIEZO, do grego piezisignificando pressão. Existem duas variações, PIEZO1 e PIEZO2, cada uma responsável por detectar diferentes tipos de pressão no corpo. Eles têm um design elegante – mais de 2.500 aminoácidos dobrados em uma porta em forma de hélice de três pás embutida nas membranas celulares. Quando a pressão estica a membrana, a porta se abre e os íons eletricamente carregados passam, traduzindo a pressão física em um sinal elétrico que o cérebro pode compreender – tudo em milissegundos.
Patapoutian chama a descoberta científica de um sonho que sobrevive à realidade. Ele ganhou o Prêmio Nobel de medicina em 2021 pela descoberta do PIEZO, dividindo o prêmio com David Julius, da UCSF, por seu trabalho sobre como as células detectam a temperatura. Agora os pesquisadores estão encontrando proteínas PIEZO em todos os lugares – pele, órgãos, vasos sanguíneos e até glóbulos vermelhos, onde ajudam as células a se espremerem através de capilares estreitos. É assim que seu cérebro sabe onde sua mão está no espaço sem olhar para ela, um sentido chamado propriocepção. Eles também estão nas plantas, permitindo que as raízes sintam a pressão à medida que penetram na terra.
