Sair em uma manhã fria de inverno ou colocar uma hortelã na boca cria rapidamente uma sensação refrescante. Essa sensação começa com um sensor microscópico dentro do corpo que sinaliza ao cérebro quando algo está frio. Os cientistas produziram agora as primeiras imagens detalhadas que mostram como funciona este sensor, revelando como responde tanto às quedas reais de temperatura como ao mentol, o composto refrescante encontrado nas plantas de hortelã. As descobertas foram apresentadas na 70ª Reunião Anual da Sociedade Biofísica em São Francisco.
A pesquisa centrou-se em um canal de proteína conhecido como TRPM8. “Imagine o TRPM8 como um termômetro microscópico dentro do seu corpo”, disse Hyuk-Joon Lee, pós-doutorado no laboratório de Seok-Yong Lee na Duke University. “É o sensor primário que informa ao seu cérebro quando está frio. Há muito tempo que sabemos que isso acontece, mas não sabíamos como. Agora podemos ver.”
O TRPM8 está incorporado nas membranas dos neurônios sensoriais que atendem a pele, a cavidade oral e os olhos. Quando as temperaturas caem em uma faixa de cerca de 46°F a 82°F, o canal se abre e permite que os íons entrem na célula. Esse movimento desencadeia um sinal nervoso que chega ao cérebro e produz a sensação de frio. O mesmo mecanismo explica por que o mentol, o eucalipto e compostos relacionados criam uma sensação refrescante mesmo quando a temperatura não caiu.
“O mentol é como um truque”, explicou Lee. “Ele se fixa a uma parte específica do canal e faz com que ele se abra, assim como faria com a temperatura fria. Portanto, mesmo que o mentol não esteja realmente congelando nada, seu corpo recebe o mesmo sinal como se estivesse tocando o gelo.
Microscopia crioeletrônica revela como o TRPM8 abre
Para examinar o processo em detalhes, a equipe usou microscopia crioeletrônica (um método que captura imagens de proteínas congeladas rapidamente com um feixe de elétrons). Isso permitiu capturar vários instantâneos estruturais do TRPM8 à medida que ele muda de um estado fechado para um estado aberto.
As imagens mostraram que as temperaturas frias e o mentol ativam o canal através de vias relacionadas, mas distintas, dentro da proteína. O frio causa principalmente mudanças estruturais na região dos poros (a parte que se abre para permitir a passagem dos íons). O mentol se liga a uma área separada da proteína e desencadeia mudanças de forma que se espalham em direção ao poro, eventualmente abrindo-o.
“Quando o frio é combinado com mentol, a resposta é melhorada sinergicamente”, disse Lee. “Utilizámos esta combinação para capturar o canal no seu estado aberto – algo que não tinha sido conseguido apenas com o frio.”
Potenciais benefícios médicos da compreensão do sensor de frio
Compreender o TRPM8 também pode ajudar os cientistas a desenvolver novos tratamentos médicos. Problemas com este canal têm sido associados a condições como dor crônica, enxaquecas, olho seco e certos tipos de câncer. Um medicamento que tem como alvo essa via é o acoltremon, um colírio aprovado pela FDA usado para tratar a doença do olho seco. Como análogo do mentol, ativa a via de resfriamento, o que ajuda a estimular a produção de lágrimas e a aliviar a irritação.
Os pesquisadores também descobriram o que descrevem como “ponto frio”, uma parte específica da proteína que desempenha um papel fundamental na detecção da temperatura e ajuda a manter o canal responsivo durante a exposição prolongada ao frio.
“Anteriormente, não estava claro como o frio ativava esse canal no nível estrutural”, disse Lee. “Agora podemos ver que o frio desencadeia mudanças estruturais específicas na região dos poros. Isso nos dá uma base para o desenvolvimento de novos tratamentos direcionados a essa via”.
Resolvendo um antigo mistério de sensações legais
O estudo fornece a primeira explicação molecular de como a temperatura e os sinais químicos se combinam para produzir a sensação de frescor. Ao mostrar como o TRPM8 integra sinais de frio e mentol, o trabalho responde a uma questão de longa data na biologia sensorial que os cientistas têm tentado resolver há décadas.
