Um estudo do Instituto Babraham desenvolveu um método para retardar o tempo de envelhecimento das células da pele, dando-lhes uma sobrevida com funções preservadas. O trabalho foi desenvolvido pelos pesquisadores do programa de Epigenética e conseguiu restaurar parcialmente a função de células mais velhas, bem como apresentar rejuvenescimento nos índices moleculares que medem a idade biológica. A pesquisa foi publicada este mês na revista eLife e, embora esteja ainda em um estágio inicial de exploração, apresenta perspectivas de revolucionar a medicina regenerativa.
À medida que envelhecemos, a capacidade de funcionamento de nossas células vai diminuindo e o genoma vai acumulando marcas de envelhecimento. A medicina regenerativa visa reparar ou substituir células, incluindo amostras de células antigas. Uma das ferramentas mais importantes da biologia regenerativa é a nossa capacidade de criar células-tronco ‘induzidas’. O processo é resultado de várias etapas, cada uma apagando algumas das marcas das células que se tornaram 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 que os cientistas usam para produzir células-tronco q eu foi ganhadora do Prêmio Nobel, supera esse problema de apagar completamente a identidade celular ao interromper a reprogramação durante parte do processo. Isso permitiu que os pesquisadores encontrassem o equilíbrio preciso entre a reprogramação das células, tornando-as biologicamente mais jovens, em um período em que ainda foram capazes de recuperar a 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 das células-tronco leva cerca de 50 dias e utiliza 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 celular são removidas e as células perdem temporariamente sua identidade. As células parcialmente reprogramadas tiveram tempo para crescer em condições normais, período em que foi observado se a função específica das células da pele viria retornar. 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.
Marcadores da Idade Celular
Para mostrar que as células foram rejuvenescidas, os pesquisadores procuraram mudanças nas características de envelhecimento. Conforme explicado pelo Dr. Diljeet Gill, pód-doutor no laboratório de Wolf Reik, responsável pela condução do trabalho: “Nossa compreensão do envelhecimento em nível molecular progrediu na última década, dando origem a técnicas que permitem aos pesquisadores medir mudanças 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 vários índices que medem a idade celular. O primeiro deles é o relógio epigenético, em que as marcas químicas presentes em todo o genoma identificam a idade. O segundo é o transcriptoma, registro de todas as leituras de genes produzidas pela célula. Por essas duas medidas, as células reprogramadas corresponderam ao perfil de células 30 anos mais jovens se comparadas com os conjuntos de tomados como referência.
As aplicações potenciais da nova técnica dependem não apenas das células parecerem mais jovens, mas também delas funcionarem como células jovens. Os fibroblastos produzem colágeno, uma molécula que é também 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 se comparados com os das células de controle do estudo (que não passaram pelo processo de reprogramação).
Os fibroblastos também se movem para as regiões onde o reparo se faz necessário. Os pesquisadores testaram as células parcialmente rejuvenescidas criando um corte artificial em uma camada das células. Eles descobriram que seus fibroblastos tratados se moviam para o local 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 juvenis.
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 pelos pesquisadores. Eles especulam que áreas-chave do genoma estejam envolvidas na formação da identidade celular e podem ainda estar a escapar do processo de reprogramação.
O professor Wolf Reik, líder do grupo no programa de pesquisa Epigenética disse: “Este trabalho tem implicações muito interessantes. Eventualmente, poderemos identificar genes que rejuvenescem sem reprogramação e, especificamente, direcione-os para reduzir os efeitos do envelhecimento. Essa abordagem promete descobertas valiosas que podem abrir um horizonte terapêutico incrível.”
Confira o Estudo : 10.7554/eLife.71624
