A ideia maluca de um estudante de graduação desencadeia um grande avanço no envelhecimento
Uma estratégia potencial para tratar uma ampla gama de doenças envolve atingir células senescentes. Essas células – também conhecidas como “células zumbis” – param de se multiplicar, mas não conseguem se eliminar do corpo como normalmente fazem as células saudáveis. Eles aparecem em muitas condições, incluindo câncer, doença de Alzheimer e durante todo o processo de envelhecimento. Embora os cientistas estejam a trabalhar em formas de eliminar ou reparar estas células, um grande desafio tem sido detectá-las em tecidos vivos sem perturbar as células saudáveis próximas.
Pesquisadores da Clínica Mayo, escrevendo na revista Célula Envelhecidadescrevem um novo método para rotular células senescentes. A sua abordagem utiliza “aptâmeros” – pequenos pedaços de ADN sintético que se dobram em estruturas tridimensionais. Essas estruturas podem se ligar a proteínas encontradas nas superfícies externas das células. Em experiências com células de ratinho, a equipa identificou vários aptâmeros raros, seleccionados entre mais de 100 biliões de sequências aleatórias de ADN, que foram capazes de reconhecer proteínas de superfície específicas e marcar células senescentes.
“Esta abordagem estabeleceu o princípio de que os aptâmeros são uma tecnologia que pode ser usada para distinguir células senescentes de células saudáveis”, diz o bioquímico e biólogo molecular Jim Maher, III, Ph.D., investigador principal do estudo. “Embora este estudo seja um primeiro passo, os resultados sugerem que a abordagem poderá eventualmente ser aplicada às células humanas”.
Como uma conversa casual gerou uma colaboração
A ideia que deu origem a este projeto começou quando um estudante de pós-graduação da Clínica Mayo compartilhou um pensamento excêntrico durante uma discussão casual com um colega de classe.
Keenan Pearson, Ph.D. – que recentemente se formou na Escola de Pós-Graduação em Ciências Biomédicas da Mayo Clinic – vinha trabalhando com o Dr. Maher sobre como os aptâmeros poderiam ser usados para doenças neurodegenerativas ou câncer no cérebro.
Enquanto isso, vários andares acima, a colega Sarah Jachim, Ph.D., estudava células senescentes e envelhecimento no laboratório do pesquisador Nathan LeBrasseur, Ph.D.
Os seus caminhos cruzaram-se num encontro científico, onde trocaram ideias sobre os seus projetos de tese. Dr. Pearson questionou se os aptâmeros poderiam ser adaptados para detectar células senescentes. “Achei a ideia boa, mas não conhecia o processo de preparação de células senescentes para testá-las, e essa era a expertise de Sarah”, diz o Dr. Pearson, que se tornou o principal autor da publicação.
Mentores apoiam uma ideia ousada de estudante
Os alunos trouxeram seu conceito aos seus orientadores e ao pesquisador Darren Baker, Ph.D., cujo trabalho se concentra em terapias com células senescentes. Dr. Maher lembra que a ideia inicialmente lhe pareceu “louca”, mas que valia a pena explorar. Todos os três mentores apoiaram a proposta. “Francamente, adoramos que tenha sido ideia dos alunos e uma sinergia real de duas áreas de pesquisa”, diz o Dr.
À medida que os primeiros experimentos produziram resultados promissores, a dupla recrutou mais alunos de seus laboratórios. Os então alunos de graduação Brandon Wilbanks, Ph.D., Luis Prieto, Ph.D., e MD-Ph.D. a estudante Caroline Doherty adicionou novas técnicas, incluindo microscopia avançada e tipos de tecidos adicionais. “Tornou-se encorajador despender mais esforços”, diz o Dr. Jachim, “porque podíamos dizer que era um projeto que teria sucesso”.
Revelando novas pistas sobre células senescentes
Além de fornecer um método de marcação, a pesquisa ofereceu informações sobre a biologia das células senescentes. “Até o momento, não existem marcadores universais que caracterizem as células senescentes”, diz o Dr. Maher. “Nosso estudo foi criado para ser aberto sobre as moléculas-alvo da superfície das células senescentes. A beleza dessa abordagem é que deixamos os aptâmeros escolherem as moléculas às quais se ligarão.”
A equipe descobriu que vários aptâmeros se ligavam a uma variante de uma proteína chamada fibronectina na superfície das células de camundongos. Os cientistas ainda não sabem como esta variante da fibronectina se relaciona com a senescência. No entanto, a sua descoberta sugere que os aptâmeros podem ajudar a identificar características únicas das células senescentes.
Aplicações potenciais para a saúde humana
Mais trabalho será necessário para encontrar aptâmeros que possam detectar com segurança células senescentes em tecidos humanos. Se os aptâmeros puderem ser adaptados para esse fim, eles poderão eventualmente ser usados para administrar tratamentos diretamente a essas células. Dr. Pearson observa que os aptâmeros são menos dispendiosos e mais flexíveis do que os anticorpos tradicionais, que são comumente usados para distinguir um tipo de célula de outro.
“Este projeto demonstrou um conceito novo”, diz o Dr. Maher. “Estudos futuros podem ampliar a abordagem para aplicações relacionadas a células senescentes em doenças humanas”.
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