Cientistas descobrem como as células ciliadas podem ajudar a curar a pele mais rapidamente

Então, o que lhes diz quando é hora de fazer essa mudança?

Um sinal de estresse que altera o comportamento celular

A mesma equipa de investigação Rockefeller identificou agora o sinal chave por detrás desta transformação. As células-tronco do folículo capilar respondem ao que é chamado de resposta integrada ao estresse (ISR) – um sistema de alerta celular que as ajuda a conservar energia e a se concentrar em tarefas de sobrevivência.

Na pele, essa resposta ao estresse está ligada ao aminoácido serina, um nutriente não essencial encontrado em alimentos comuns como carne, grãos e leite. Em seu estudo publicado em Metabolismo Celularos cientistas mostraram que quando os níveis de serina caem, o ISR é ativado e a produção de cabelo diminui. Se a pele também estiver ferida, o ISR aumenta ainda mais, interrompendo totalmente o crescimento do cabelo para que as células possam se concentrar na reparação do tecido danificado. Essa mudança de prioridades ajuda a pele a cicatrizar mais rapidamente.

“A privação de serina desencadeia um ‘dial’ celular altamente sensível que ajusta o destino da célula – em direção à pele e longe do cabelo”, explica o primeiro autor Jesse Novak, estudante de MD-PhD no Programa Tri-Institucional de MD-PhD de Weill Cornell e ex-aluno de doutorado no laboratório Rockefeller de Elaine Fuchs. “Nossas descobertas sugerem que podemos acelerar a cicatrização de feridas na pele manipulando os níveis de serina por meio de dieta ou medicamentos”.

Os tecidos adultos dependem de células-tronco para manter o equilíbrio – substituindo células que morrem e reparando tecidos quando danificados. No entanto, os cientistas ainda sabem pouco sobre como estas células gerem a sua energia e nutrientes durante diferentes tarefas. Novak e sua equipe queriam compreender os fatores metabólicos que mantêm as células-tronco funcionando normalmente e o que muda quando elas precisam mudar de marcha para curar uma ferida.

“A maioria das feridas na pele que obtemos são causadas por escoriações, que destroem a parte superior da pele”, diz Novak. “Essa área abriga um conjunto de células-tronco que normalmente são responsáveis ​​pelo reparo de feridas. Mas quando essas células são destruídas, isso força as células-tronco do folículo capilar a assumirem a liderança no reparo”, diz Novak. “Sabendo disso, pensamos que o rastreamento dessas células da pele durante a cicatrização de feridas apresentava um modelo muito bom para testar se e como os metabólitos estão regulando esse processo em geral”.

O papel da Serine além do cabelo e da pele

Pesquisas anteriores do laboratório Fuchs mostraram que as células-tronco pré-cancerosas da pele podem se tornar dependentes da serina circulante e que a limitação da serina na dieta ajuda a impedir que essas células se tornem cancerosas. Essas descobertas destacaram a poderosa influência da serina no comportamento celular e até inspiraram estudos que testaram dietas sem serina como tratamentos contra o câncer.

No entanto, ainda não estava claro como a redução da serina poderia afetar o tecido saudável. Para explorar isto, Novak concentrou-se no papel da serina na actividade normal das células estaminais e como a sua ausência pode remodelar a regeneração.

Os pesquisadores testaram como as células-tronco do folículo capilar respondem ao estresse metabólico. Eles privaram os ratos de serina na dieta ou usaram métodos genéticos para impedir que as células produzissem a sua própria. Em ambos os casos, os resultados mostraram que a serina comunica diretamente com o ISR – um sistema que monitoriza quando as condições dos tecidos se desequilibram.

Quando os níveis de serina estavam baixos, o crescimento do cabelo desacelerou porque requer uma quantidade significativa de energia. Quando ocorreram feridas, o ISR foi ativado ainda mais fortemente, priorizando a cicatrização em vez da regeneração capilar. Por outras palavras, quando o stress aumenta, os mecanismos de reparação da pele têm prioridade.

“Ninguém gosta de perder cabelo, mas quando se trata de sobrevivência em tempos estressantes, reparar a epiderme tem precedência”, diz Fuchs. “Uma mecha de cabelo faltando não é uma ameaça para um animal, mas uma ferida não cicatrizada é.”

A serina extra pode aumentar o crescimento do cabelo?

Depois que a equipe confirmou que os baixos níveis de serina afetam o comportamento das células-tronco, eles se perguntaram sobre o inverso – poderia o aumento dos níveis de serina melhorar o crescimento do cabelo? A resposta parece ser não. O corpo mantém um controle rígido sobre os níveis de serina, e mesmo quando os ratos receberam seis vezes mais serina na dieta do que o normal, os níveis aumentaram apenas cerca de 50%.

“No entanto, vimos que se evitássemos que uma célula estaminal produzisse a sua própria serina e repuséssemos as suas perdas através de uma dieta rica em serina, seríamos capazes de resgatar parcialmente a regeneração do cabelo”, acrescenta Novak.

Em seguida, os investigadores planeiam investigar se a cicatrização de feridas pode ser melhorada através da redução da ingestão de serina ou da utilização de medicamentos que influenciam os níveis de serina ou a via ISR. Eles também pretendem testar outros aminoácidos para ver se algum deles tem efeitos semelhantes.

“No geral, a capacidade das células estaminais para tomar decisões sobre o destino das células com base nos níveis de stress que experimentam provavelmente terá amplas implicações na forma como os tecidos optimizam as suas capacidades regenerativas em tempos onde os recursos são escassos”, diz Fuchs.