- Projeto PRIME (Mecanismos Moleculares de Internalização e Processamento de Melanina por Queratinócitos)
01/10/2018 – 31/03/2022
Fundação para a Ciência e a Tecnologia
A pele é o maior órgão do corpo humano e oferece proteção contra agressões externas. A camada mais externa, a epiderme, é composta principalmente por dois tipos de células: melanócitos e queratinócitos. Os melanócitos sintetizam o pigmento melanina e localizam-se na camada basal. Os queratinócitos estão presentes em todas as camadas e são os recipientes finais da melanina. A melanina protege as células da pele contra os danos induzidos pela radiação ultravioleta (UV), que podem levar ao aparecimento de cancro de pele. A síntese de melanina ocorre em organelos especializados chamados melanossomas, que partilham várias características com os lisossomas, como baixo pH, a presença de proteínas de membrana lisossomal e enzimas catalíticas e, portanto, são consideradas organelos relacionadas com lisossomas. Uma vez totalmente maduros e localizados nas extremidades dos melanócitos, os melanossomas são transferidos para os queratinócitos. Encontrámos evidências de que o modelo predominante de transferência de melanina é exo/fagocitose, em que o núcleo de melanina é exocitado por melanócitos num processo dependente da pequena GTPase Rab11b e do complexo exocisto, e posteriormente internalizado pelos queratinócitos. Apesar do papel crucial da internalização e processamento da melanina pelos queratinócitos para a pigmentação da pele, as vias envolvidas não foram caracterizadas. Além disso, após a internalização pelos queratinócitos, pouco se sabe sobre como a melanina se acumula na região supra-nuclear dos queratinócitos para proteger o DNA da radiação UV. Portanto, propomo-nos estudar como é que a melanina é internalizada e processada pelos queratinócitos.
Objetivos:
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- Investigar a via de internalização seguida pela melanina nos queratinócitos.
- Caracterizar o processamento da melanina pelos queratinócitos.
- Determinar o mecanismo de polarização dos grânulos de melanina nos queratinócitos.
Os nossos estudos sugerem que a melanina é armazenada em compartimentos endocíticos especializados dentro dos queratinócitos que não são altamente acídicos ou degradativos, permitindo que esta resista à degradação por longos períodos e permaneça durante o processo de diferenciação em direção às camadas superficiais do epitélio estratificado. Este trabalho tem o potencial de fornecer conceitos totalmente novos no campo da pigmentação da pele. Os distúrbios da pigmentação causam redução na qualidade de vida das pessoas afetadas devido ao seu impacto social. Além disso, com o estilo de vida moderno, a fotoproteção tornou-se um importante problema. Assim, este trabalho também pode levar à identificação de novos reguladores-chave que se tornarão alvos de medicamentos para as indústrias farmacêutica, de biotecnologia e cosmética.
Publicações:
H. Moreiras, M.C. Seabra, D.C. Barral. “Melanin Transfer in the Epidermis: The Pursuit of Skin Pigmentation Control Mechanisms”. Int J Mol Sci. 2021 Apr 24;22(9):4466. doi: 10.3390/ijms22094466.
H. Moreiras, F.J.C. Pereira, M.V. Neto, L. Bento-Lopes, T.C. Festas, M.C. Seabra, D.C. Barral. "The exocyst is required for melanin exocytosis from melanocytes and transfer to keratinocytes". Pigment Cell Melanoma Res. 2020 Mar;33(2):366-371. doi: 10.1111/pcmr.12840
H. Moreiras, M. Lopes-da-Silva, M.C. Seabra, D.C. Barral. "Melanin processing by keratinocytes: A non-microbial type of host-pathogen interaction?". Traffic. 2019 Apr;20(4):301-304. doi: 10.1111/tra.12638.
Equipa:
Duarte Barral, Investigador Principal
Miguel Seabra, co- Investigador Principal
Abel Oliva, Investigador
João Pedro Vasconcelos, Investigador
Michael Hall, Investigador pós-Doutorado
Liliana Bento-Lopes, Doutoranda
Luís Cabaço, Doutorando
Matilde Neto, Doutoranda