Sinalização de Wnt e mTOR Unem Forças para Controlar a Formação de Cílios Primários em Células Humanas

Cílios primários são projeções delgadas baseadas em microtúbulos que funcionam como antenas celulares, transduzindo sinais das vias Hedgehog, Wnt, TGF-β e outras. Cílios defeituosos causam ciliopatias — uma ampla classe de doenças que envolve degeneração retiniana, cistos renais e malformações esqueléticas. Embora seja conhecido que os cílios influenciam a sinalização, como as vias de sinalização regulam, por sua vez, a formação dos cílios permanece pouco compreendido.

Este estudo de Yuan e colaboradores utilizou células epiteliais do pigmento retiniano humano (hTERT-RPE1) — um modelo bem estabelecido para ciliogênese — para dissecar como a modulação da sinalização Wnt/LRP6 afeta a montagem de cílios primários. A equipe confirmou inicialmente que a atividade basal de Wnt/β-catenina é necessária para a ciliação: o silenciamento por siRNA de LRP5/6 ou da β-catenina reduziu a frequência de cílios em 30–50%, sem encurtar substancialmente os cílios que chegaram a se formar. Isso sugere que Wnt/β-catenina controla seletivamente a iniciação dos cílios, e não o seu alongamento.

Para examinar o efeito do aumento da atividade Wnt, os pesquisadores pré-trataram as células com meio condicionado por Wnt3a ou com o agonista Wnt CHIR99021 antes da privação de soro. Ambas as intervenções atrasaram significativamente a ciliogênese. A análise mecanicista revelou múltiplos defeitos convergentes: (1) componentes do apêndice distal apresentaram desregulação, (2) a tampa inibitória CP110-CEP97 não foi removida adequadamente dos centríolos-mãe, (3) o ancoramento de vesículas positivas para Rab8 no centríolo foi reduzido e (4) OFD1 associado aos satélites centriolares — outro inibidor da ciliogênese — permaneceu elevado. Em conjunto, essas falhas bloqueiam tanto o estabelecimento da membrana ciliar quanto a extensão do axonema.

O estudo investigou então por que OFD1 persistia nos satélites centriolares. Normalmente, OFD1 é eliminado pela autofagia no início da ciliogênese. Células com atividade Wnt elevada exibiram fluxo autofágico reduzido e aumento da atividade da cinase mTOR, compatível com o braço Wnt/mTOR conhecido, pelo qual Wnt inibe a ativação dependente de GSK3 do supressor de mTORC1, TSC2. De forma decisiva, a inibição farmacológica de mTOR com rapamicina ou Torin-1 resgatou a ciliogênese em células com hiperativação de Wnt, e a remoção ectópica de OFD1 produziu um resgate semelhante, vinculando a atividade excessiva de mTOR e o acúmulo de OFD1 como os principais efetores a jusante do comprometimento da ciliogênese induzido por Wnt.

Em conjunto, os dados sustentam um modelo no qual a sinalização Wnt opera dentro de uma janela precisa: Wnt insuficiente reduz a iniciação dos cílios, enquanto Wnt excessivo suprime a autofagia via mTOR, permitindo que OFD1 se acumule nos satélites centriolares e bloqueie a montagem dos cílios. A interação entre Wnt e mTOR atua, portanto, como um reostato para a ciliogênese, com implicações para a compreensão das ciliopatias e de doenças nas quais Wnt ou mTOR estão desregulados, incluindo o câncer e condições degenerativas relacionadas ao envelhecimento.