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Ciência11/04/2022

Cientistas reprogramam células de pele velhas e as rejuvenescem

Fibroblastos: pesquisadores britânicos conseguiram fazê-los rejuvenescer 30 anos em laboratório sem perder suas funções. Crédito: Ca.garcia.s/Wikimedia Commons

11/04/22 - 12h14min

Uma pesquisa do Instituto Babraham (Reino Unido), parceiro da Universidade de Cambridge, desenvolveu um método para fazer as células da pele humana retrocederem 30 anos, voltando o relógio do envelhecimento das células sem que elas percam sua função especializada. O trabalho de cientistas do programa de pesquisa Epigenética do instituto conseguiu restaurar parcialmente a função de células mais velhas, bem como rejuvenescer as medidas moleculares da idade biológica. A pesquisa foi publicada na última semana na revista eLife. Embora ela esteja em um estágio inicial de exploração, pode revolucionar a medicina regenerativa.

À medida que envelhecemos, a capacidade de funcionamento de nossas células diminui e o genoma acumula marcas de envelhecimento. A biologia regenerativa visa reparar ou substituir células, incluindo as antigas. Uma das ferramentas mais importantes na biologia regenerativa é nossa capacidade de criar células-tronco “induzidas”. O processo é resultado de várias etapas, cada uma apagando algumas das marcas que tornam as células especializadas. Em teoria, essas células-tronco têm o potencial de se tornar qualquer tipo de célula, mas os cientistas ainda não são capazes de recriar de forma confiável as condições para rediferenciar as células-tronco em todos os tipos de células.

Voltando no tempo

O novo método, baseado na técnica vencedora do Prêmio Nobel que os cientistas usam para produzir células-tronco, supera o problema de apagar completamente a identidade celular ao interromper a reprogramação em parte do processo. Isso permitiu que os pesquisadores encontrassem o equilíbrio preciso entre a reprogramação das células, tornando-as biologicamente mais jovens, enquanto ainda eram capazes de recuperar sua função celular especializada.

Em 2007, Shinya Yamanaka foi o primeiro cientista a transformar células normais, que têm uma função específica, em células-tronco que têm a capacidade especial de se desenvolver em qualquer tipo de célula. O processo completo de reprogramação de células-tronco leva cerca de 50 dias usando quatro moléculas-chave chamadas fatores Yamanaka.

O novo método, chamado “reprogramação transitória da fase de maturação”, expõe as células aos fatores Yamanaka por apenas 13 dias. Nesse ponto, as alterações relacionadas à idade são removidas e as células perdem temporariamente sua identidade. As células parcialmente reprogramadas tiveram tempo para crescer em condições normais, a fim de se observar se a função específica das células da pele havia retornado. A análise do genoma mostrou que as células recuperaram marcadores característicos das células da pele (fibroblastos), e isso foi confirmado pela observação da produção de colágeno nas células reprogramadas.

Idade não é apenas um número

Para mostrarem que as células foram rejuvenescidas, os pesquisadores procuraram mudanças nas características do envelhecimento. Conforme explicado pelo dr. Diljeet Gill, pós-doutorando no laboratório de Wolf Reik no Instituto Babraham que conduziu o trabalho como doutorando: “Nossa compreensão do envelhecimento em nível molecular progrediu na última década, dando origem a técnicas que permitem aos pesquisadores medir alterações biológicas relacionadas à idade nas células humanas. Conseguimos aplicar isso ao nosso experimento para determinar a extensão da reprogramação alcançada pelo nosso novo método.”

Os pesquisadores analisaram várias medidas de idade celular. O primeiro é o relógio epigenético, no qual as marcas químicas presentes em todo o genoma indicam a idade. O segundo é o transcriptoma, todas as leituras de genes produzidas pela célula. Por essas duas medidas, as células reprogramadas corresponderam ao perfil de células 30 anos mais jovens em comparação com conjuntos de dados de referência.

As aplicações potenciais dessa técnica dependem de as células não apenas parecerem mais jovens, mas também funcionarem como células jovens. Os fibroblastos produzem colágeno, uma molécula encontrada nos ossos, tendões e ligamentos da pele, ajudando a fornecer estrutura aos tecidos e curar feridas. Os fibroblastos rejuvenescidos produziram mais proteínas de colágeno em relação às células controle que não passaram pelo processo de reprogramação.

Sinal promissor

Os fibroblastos também se movem para áreas que precisam de reparo. Os pesquisadores testaram as células parcialmente rejuvenescidas criando um corte artificial em uma camada de células em um prato. Eles descobriram que seus fibroblastos tratados se moviam para a lacuna mais rapidamente do que as células mais velhas. Este é um sinal promissor de que um dia essa pesquisa poderá ser usada para criar células que são melhores na cicatrização de feridas.

No futuro, essa pesquisa também poderá abrir outras possibilidades terapêuticas. Os pesquisadores observaram que seu método também teve um efeito em outros genes ligados a doenças e sintomas relacionados à idade. O gene APBA2, associado à doença de Alzheimer, e o gene MAF, com papel no desenvolvimento da catarata, ambos mostraram alterações em níveis de transcrição mais jovens.

O mecanismo por trás da reprogramação transitória bem-sucedida ainda não é totalmente compreendido e é a próxima peça do quebra-cabeça a ser explorada. Os pesquisadores especulam que áreas-chave do genoma envolvidas na formação da identidade celular podem escapar do processo de reprogramação.

Grande avanço

Diljeet concluiu: “Nossos resultados representam um grande avanço em nossa compreensão da reprogramação celular. Provamos que as células podem ser rejuvenescidas sem perder sua função e que o rejuvenescimento busca restaurar alguma função das células velhas. O fato de também termos visto uma reversão dos indicadores de envelhecimento em genes associados a doenças é particularmente promissor para o futuro deste trabalho”.

O professor Wolf Reik, líder de grupo no programa de pesquisa Epigenética, que recentemente se mudou para liderar o Altos Labs Cambridge Institute, disse: “Este trabalho tem implicações muito interessantes. Futuramente, poderemos identificar genes que rejuvenescem sem reprogramação e direcioná-los especificamente para reduzir os efeitos do envelhecimento. Essa abordagem promete descobertas valiosas que podem abrir um incrível horizonte terapêutico”.

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