Todos os movimentos do nosso corpo, desde pestanejar até correr, dependem da capacidade das fibras musculares se contraírem de forma rápida e sincronizada. Isto acontece graças a uma complexa rede de membranas internas, conhecida como túbulos T, que conduz o impulso elétrico desde a superfície até ao interior da fibra muscular, desencadeando a libertação de cálcio necessária para a contração.

Alterações nesta rede estão associadas a várias doenças musculares, como as distrofias musculares, as miopatias congénitas e algumas doenças cardíacas. No entanto, apesar da sua importância, ainda não se compreendiam totalmente os mecanismos que controlam a formação e o crescimento dos túbulos T.

Um estudo da equipa de Edgar Gomes, do GIMM, revela agora que o desenvolvimento normal do músculo depende de um delicado equilíbrio: os túbulos T têm de crescer, sim, mas não demasiado.

Este equilíbrio depende de um mecanismo identificado pela equipa do GIMM que funciona como um verdadeiro travão molecular, impedindo o crescimento excessivo desta rede e garantindo a correta organização da fibra muscular.

Construir um músculo exige equilíbrio

Os túbulos T são invaginações da membrana da célula muscular que aumentam significativamente a sua superfície e permitem que o sinal elétrico chegue quase instantaneamente ao interior destas células, que podem atingir grandes dimensões.

No interior da fibra muscular, os túbulos T formam estruturas altamente organizadas, chamadas tríades, onde ficam em contacto estreito com o retículo sarcoplasmático, responsável por libertar o cálcio que desencadeia a contração muscular.

Uma arquitetura tão precisa exige um controlo rigoroso durante o desenvolvimento. Mas como conseguem as células fazer crescer esta complexa rede de membranas sem perder a sua organização?

Para responder a esta questão, os investigadores combinaram técnicas de estudo celular, manipulação genética e análises funcionais da contração muscular.

Os resultados mostram que o crescimento dos túbulos T não acontece de forma descontrolada. Pelo contrário, é cuidadosamente limitado pelo córtex de actina, uma rede de filamentos que ajuda a dar forma à célula e que se encontra imediatamente abaixo da membrana celular.

Os investigadores descobriram que este mecanismo depende da Arpc5, uma componente do complexo proteico Arp2/3, que atua como um travão ao crescimento excessivo dos túbulos T.

Quando os investigadores eliminaram a Arpc5, as consequências foram claras. Em vez de formarem uma rede organizada, os túbulos T tornaram-se anormalmente grandes e desorganizados, e a comunicação entre o impulso elétrico e a libertação de cálcio ficou comprometida. Como consequência, as fibras musculares perderam a capacidade de se contrair de forma sincronizada.

“Este modelo sugere que, ao contrário do que seria de esperar, o crescimento dos túbulos T não depende de um mecanismo que os faça avançar, mas da capacidade da célula de controlar quando e onde a membrana se torna disponível para formar novas invaginações. Foi uma descoberta muito surpreendente!”, nota Raquel Pereira, uma das autoras principais do estudo.

Compreender melhor as doenças musculares

Alterações na organização dos túbulos T comprometem a contração muscular e são uma característica comum de várias doenças, como as distrofias musculares, as miopatias congénitas e algumas doenças cardíacas.

“Ao identificar o mecanismo que impede o crescimento excessivo desta rede de membranas, o estudo fornece uma nova perspetiva sobre a forma como a arquitetura das fibras musculares é construída e mantida”, explica Silvia Di Francescantonio, também autora principal do trabalho.

Embora não demonstre diretamente um papel deste mecanismo nestas doenças, o trabalho ajuda a compreender melhor os processos celulares que poderão contribuir para a desorganização muscular e abre novas pistas para o estudo destas patologias.

Ana Raquel Pereira1,2†, Silvia Di Francescantonio1,2†, Ana da Rosa Soares1,2,3, Tianyang Liu4, Filomena A. Carvalho1,2, Josie Liane Ferreira4,5, Graciano Leal1,2, Inês Faleiro1,2, Naoko Kogata6, Beatrice Labella7, Teresinha Evangelista7,8,9, Nuno C. Santos1,2, Michael Way6,10, Carolyn A. Moores4, Edgar R. Gomes1,2* (2026) The actomyosin cortex controls t-tubule remodeling in skeletal muscle. Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.aeb3209

Artigo original: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aeb3209

Este projeto de investigação foi financiado pelo Conselho Europeu de Investigação (ERC), ao abrigo do programa de investigação e inovação Horizonte 2020 da União Europeia (contrato de financiamento n.º 810207), e foi desenvolvido na Fundação GIMM – Gulbenkian Institute for Molecular Medicine, em Lisboa, Portugal.