Células cancerígenas em processo de morte constroem andaimes de actina dentro de seus núcleos à medida que se tornam ácidas durante a ferroptose

A ferroptose é uma forma de morte celular programada dependente de ferro, causada pela peroxidação lipídica e pela ruptura da membrana. Ela está implicada na biologia dos tumores, na doença de Parkinson, na lesão por isquemia-reperfusão e em doenças de pele. Pesquisadores tentam induzi-la em tumores resistentes e bloqueá-la em tecidos em degeneração, mas seus mecanismos ainda não foram totalmente mapeados. Os filamentos de actina dentro do núcleo, que já se acreditou não existirem, hoje são associados ao reparo do DNA, à organização da cromatina e à transcrição. Este estudo investigou se a F-actina nuclear aparece durante a ferroptose.

A equipe usou células de fibrossarcoma HT-1080, sensíveis à ferroptose, tratadas com o inibidor de GPX4 RSL3 (0,5-2 μM). A F-actina nuclear foi detectada com faloidina, SiR-actina e anticorpos anti-actina. Os autores também criaram uma linhagem estável que expressa um cromobody de actina nuclear (nAC-TagGFP2) para imagens 3D e de time-lapse em células vivas. A morte celular foi avaliada pela razão entre núcleos positivos para SYTOX Green e núcleos positivos para Hoechst. Todos os experimentos usaram três réplicas biológicas, com testes t ou ANOVA, e os dados são apresentados como média ± EPM.

As células não tratadas mostraram sinal nuclear difuso, sem feixes proeminentes. Após o RSL3, cerca de 35% das células em DMEM com soro formaram feixes de F-actina nuclear. Em uma análise temporal de 25 células, os feixes surgiram cerca de 90 minutos após o tratamento e persistiram por mais ~90 minutos. Eles se desmontaram quando as membranas nuclear e plasmática se romperam. Isso é muito mais longo do que a F-actina nuclear transitória descrita em trabalhos anteriores. A reconstrução 3D mostrou filamentos finos perto da periferia nuclear e feixes mais espessos no nucleoplasma, principalmente perto do lado ventral. Alguns aglomerados excluíam a coloração com Hoechst, sugerindo redistribuição da cromatina. A ferrostatina-1 e a deferoxamina reduziram acentuadamente os filamentos, associando-os à própria ferroptose.

Quanto ao mecanismo, o RSL3 aumentou os sinais de actina nuclear e de G-actina, bem como o sinal de actina total da célula. O silenciamento do importador de actina IPO9 reduziu acentuadamente a F-actina nuclear, indicando um processo dependente de importação. A F-actina citoplasmática primeiro aumentou brevemente e depois se desmontou progressivamente. A latrunculina A, que despolimeriza os filamentos citoplasmáticos, aumentou a F-actina nuclear, sugerindo um acoplamento inverso entre os dois conjuntos.

Os filamentos nucleares parecem não afetar o destino da célula. Actinas direcionadas ao núcleo do tipo selvagem, com defeito de polimerização (R62D) e estabilizadoras de filamentos (S14C) alteraram a formação nuclear, mas não causaram diferenças significativas na morte induzida por RSL3. Um mutante R62D citoplasmático atrasou ligeiramente a ferroptose, enquanto o S14C citoplasmático não teve efeito significativo. Isso sugere que a remodelação citoplasmática tem influência modesta sobre o momento da morte, enquanto a F-actina nuclear é uma característica concomitante.

Os achados sobre o pH foram inesperados. A F-actina nuclear foi mais frequente em PBS do que em DMEM e menos frequente em EBSS, o tampão com mais bicarbonato (26 mM, contra 4,2 mM em HBSS e 0 mM em PBS). A adição de NaHCO3 ao PBS aboliu os feixes longos, e o meio L-15, sem bicarbonato, os restaurou. Elevar o pH extracelular com NaOH também suprimiu os filamentos, apontando para o pH, e não para o bicarbonato em si. Um repórter mOrange2 mostrou que o pH intracelular acompanha o pH extracelular e acidifica progressivamente durante a ferroptose.

As ressalvas são substanciais. Tudo foi feito em uma única linhagem de células cancerosas, com um único indutor (RSL3), e o texto completo fornecido aqui termina antes da Discussão. O trabalho é correlacional quanto ao pH, e a função dos filamentos é desconhecida. Ainda não oferece implicações clínicas diretas nem para a expectativa de vida, mas acrescenta uma nova leitura de biologia celular da ferroptose.