Sete estudos da Clínica Mayo estão revelando novos detalhes sobre células senescentes, muitas vezes chamadas de células “zumbis” porque param de se dividir, mas permanecem ativas no corpo. Estas células envelhecidas libertam substâncias inflamatórias que podem contribuir para doenças associadas ao envelhecimento.
A pesquisa, publicada em Natureza periódicos, foi conduzido por cientistas do Centro de Envelhecimento Robert e Arlene Kogod da Mayo Clinic. Em vez de simplesmente confirmar que as células senescentes desempenham um papel no envelhecimento, os estudos investigam como reconhecer diferentes tipos destas células, porque produzem inflamação prejudicial e como os seus efeitos podem ser reduzidos.
As descobertas também contribuem para um esforço nacional para criar mapas detalhados de células senescentes em todo o corpo humano. Conhecido como Consórcio Cellular Senescence Network (SenNet), o projeto reúne pesquisadores dos Estados Unidos e recebe financiamento do National Institutes of Health Common Fund. Seu objetivo é documentar onde as células senescentes ocorrem em diferentes tecidos e como elas mudam ao longo da vida de uma pessoa.
“Este conjunto de trabalho está a fazer avançar o campo do envelhecimento para identificar, compreender e visar com precisão as células senescentes específicas que contribuem para as disfunções relacionadas com a idade, que é a base necessária para desenvolver novas terapias que apoiem o envelhecimento saudável”, afirma Marissa Schafer, Ph.D., cientista da Mayo Clinic cujo laboratório dirigiu várias das investigações.
Cientistas descobrem que as células zumbis não são todas iguais
A identificação confiável de células senescentes tem sido um grande obstáculo para os cientistas que estudam o envelhecimento. A nova pesquisa mostra que essas células são muito mais variadas do que se entendia anteriormente. Suas características diferem dependendo de onde estão localizados no corpo e de quais processos biológicos os levaram a se tornarem senescentes.
Para ajudar a enfrentar esse desafio, os pesquisadores desenvolveram uma ferramenta chamada conjunto de genes SenMayo. Ele usa padrões de atividade genética para identificar células senescentes de forma mais consistente em tecidos e sistemas experimentais.
Os cientistas testaram a abordagem usando biópsias ósseas de adultos mais velhos. Eles também descobriram que a assinatura genética se tornou menos proeminente depois que as células senescentes foram removidas em experimentos pré-clínicos. Desde o seu desenvolvimento, o SenMayo tornou-se um recurso amplamente utilizado para pesquisadores que investigam o envelhecimento e doenças relacionadas.
O endocrinologista da Mayo Clinic, Sundeep Khosla, MD, atuou como autor sênior do estudo: “Um novo conjunto de genes identifica células senescentes e prevê caminhos associados à senescência nos tecidos”. Outros pesquisadores da Mayo Clinic que contribuíram para o artigo incluem Nathan LeBrasseur, Ph.D., Diana Jurk, Ph.D., João Passos, Ph.D., e LaTonya Hickson, MD.
Uma conexão oculta entre mitocôndrias e inflamação crônica
Outros estudos exploraram uma das características mais prejudiciais das células zombie: a sua tendência para gerar inflamação contínua.
Os investigadores descobriram processos biológicos adicionais que explicam porque é que as células senescentes continuam a produzir sinais inflamatórios. Vários desses processos envolvem o mau funcionamento das mitocôndrias, as minúsculas estruturas responsáveis pela produção de grande parte da energia de uma célula.
Numa via, o ADN e o ARN originários das mitocôndrias ativam respostas imunitárias que contribuem para a inflamação. Outra envolve alterações no metabolismo mitocondrial que influenciam a atividade genética inflamatória através de mecanismos epigenéticos. Esses mecanismos afetam como os genes são ativados ou desativados sem alterar a sequência de DNA subjacente.
As descobertas sugerem que os investigadores poderão eventualmente ser capazes de interferir nos processos responsáveis pela inflamação crónica, deixando intactas as próprias células senescentes. Isto ofereceria outra abordagem de tratamento além da tentativa de destruir todas as células prejudiciais do envelhecimento.
Dr. Passos foi autor sênior de três artigos que examinam esses mecanismos e a diversidade das células senescentes:
- “Senótipos distintos em células positivas para p16 e p21 em tecidos envelhecidos humanos e de camundongos”
- “Metabolismo mitocondrial e crosstalk epigenético impulsionam SASP”
- “Vazamento citosólico de RNA mitocondrial impulsiona o SASP”
Tratamentos experimentais mostram-se promissores contra o envelhecimento das células
A equipe da Clínica Mayo também investigou possíveis formas de reduzir o número de células senescentes ou limitar os danos que causam.
As abordagens incluíram medicamentos senolíticos, concebidos para eliminar células senescentes, um composto natural presente no tomate, e técnicas genéticas destinadas a atingir populações específicas de células envelhecidas.
Quando testadas em ratos mais velhos, estas intervenções produziram resultados encorajadores. Dependendo da abordagem, os investigadores observaram reduções nas medidas inflamatórias e melhorias em vários resultados relacionados com o envelhecimento, incluindo fragilidade física, inflamação no cérebro e desempenho em tarefas cognitivas.
Outra investigação descobriu uma possível forma de medir aspectos do envelhecimento biológico através de exames de sangue. Os investigadores identificaram a IL-23R como um potencial biomarcador que poderá eventualmente ajudar os cientistas a avaliar as alterações relacionadas com o envelhecimento e a determinar se os tratamentos futuros estão a funcionar.
Esses resultados permanecem preliminares em termos de aplicações médicas. Mais pesquisas serão necessárias para estabelecer se as abordagens são seguras e eficazes nas pessoas. No entanto, as experiências fornecem pistas valiosas para o desenvolvimento de tratamentos que abordem com mais precisão os processos celulares envolvidos nas doenças relacionadas com a idade.
Schafer foi o principal autor de dois estudos que examinaram biomarcadores e possíveis intervenções:
- “IL-23R é um biomarcador de envelhecimento circulante e tecidual ligado à senescência”
- “Mapeamento espacial e direcionamento senolítico de microglia senescente e associada a doenças na substância branca do cérebro de camundongos envelhecidos”
Uma nova direção para a pesquisa sobre envelhecimento saudável
Juntos, os sete estudos representam uma mudança importante na forma como os investigadores abordam o envelhecimento celular. Os cientistas estão a ir além da observação geral de que as células senescentes contribuem para o declínio relacionado com a idade e a identificar quais as populações que causam os maiores problemas, o que as torna prejudiciais e como esses efeitos específicos podem ser controlados.
As descobertas também desafiam a ideia de que a eliminação de células senescentes deve ser sempre a principal estratégia de tratamento. Ao compreender as vias moleculares que desencadeiam a inflamação persistente, os investigadores poderão desenvolver terapias que bloqueiem os sinais prejudiciais sem remover as células responsáveis pela sua produção.
O pesquisador da Mayo Clinic, Darren Baker, Ph.D., atuou como autor sênior do artigo “Senótipos definem a paisagem diversificada das células senescentes”, que examina as características variadas dessas populações de células envelhecidas.
O trabalho também apoia a iniciativa mais ampla de Pesquisa Precure da Mayo Clinic. Este programa visa equipar os médicos com melhores formas de identificar e intervir em alterações biológicas prejudiciais antes que se transformem em doenças ou avancem para condições difíceis de tratar.
Ao revelar como as células zombie diferem, porque promovem a inflamação e quais os processos que podem ser alvo, a investigação oferece um roteiro mais detalhado para tratamentos futuros concebidos para apoiar um envelhecimento mais saudável.
Fonte: ScienceDaily
