Um peixe que envelhece em meses revela como os rins envelhecem

A investigação também posiciona o killifish turquesa africano como uma nova ferramenta valiosa para explorar como os órgãos mudam com a idade e para testar rapidamente tratamentos que poderiam ajudar a preservar a saúde dos órgãos mais tarde na vida.

Um peixe que recria décadas de envelhecimento em meses

O killifish turquesa africano está entre os vertebrados que envelhecem mais rapidamente, vivendo apenas quatro a seis meses. Neste estudo, uma equipe internacional de 13 cientistas do MDI Biological Laboratory, da Hannover Medical School e do Colby College descobriu que o peixe desenvolve alterações renais ao longo do tempo que se assemelham muito às observadas no envelhecimento dos rins humanos.

À medida que os peixes envelheciam, os seus rins apresentavam uma perda de pequenos vasos sanguíneos, danos na barreira de filtração, aumento da inflamação e perturbações na forma como as células renais produzem e regulam a energia. Essas alterações são características bem conhecidas do envelhecimento e das doenças renais em humanos.

Como os peixes experimentam estes processos tão rapidamente, os investigadores podem observar a progressão completa do envelhecimento renal num curto espaço de tempo. Isto torna possível testar potenciais terapias muito mais rapidamente do que em animais de vida mais longa, como os ratos.

Um medicamento amplamente utilizado examinado sob um novo ângulo

Depois de estabelecer o killifish como um modelo confiável de envelhecimento, os pesquisadores voltaram sua atenção para os inibidores do cotransportador-2 de sódio-glicose (SGLT2). Esses medicamentos são comumente prescritos para tratar doenças cardíacas relacionadas ao diabetes e doenças renais crônicas.

“Estes medicamentos já são conhecidos por proteger o coração e os rins em pacientes com e sem diabetes”, disse Hermann Haller, MD, autor sênior do estudo e presidente do MDI Biological Laboratory. “O que está menos claro é como eles fazem isso.”

O estudo mostrou que os peixes tratados com inibidores do SGLT2 mantiveram os rins mais saudáveis ​​à medida que envelheciam. Seus rins retiveram redes mais densas de capilares, barreiras de filtração mais fortes e uma produção de energia mais estável dentro das células.

O tratamento também ajudou a preservar a comunicação entre diferentes tipos de células renais e reduziu a atividade inflamatória relacionada à idade no nível genético.

“Juntos, esses efeitos a montante fornecem uma explicação biológica para as observações clínicas de que os benefícios dos inibidores do SGLT2 muitas vezes excedem o que seria esperado apenas do controle da glicose”, disse Haller. “Eles ajudam a explicar por que esses medicamentos reduzem consistentemente os eventos renais e cardiovasculares em diversas populações de pacientes”.

Preservando os vasos sanguíneos e a energia celular

Nos peixes não tratados, um dos sinais mais marcantes de declínio renal foi a perda gradual de capilares, um processo conhecido como rarefação vascular. À medida que estes pequenos vasos sanguíneos desapareceram, as células renais afastaram-se da produção eficiente de energia baseada nas mitocôndrias e passaram a depender mais fortemente de sistemas de reserva menos eficazes.

Os peixes que receberam inibidores de SGLT2 apresentaram um padrão muito diferente. Seus rins mantiveram redes capilares mais saudáveis ​​e exibiram atividade genética que correspondia mais de perto à dos animais mais jovens. Esses chamados “perfis transcricionais juvenis” foram associados a um melhor metabolismo energético e a níveis mais baixos de inflamação.

Acelerando a pesquisa sobre envelhecimento com relevância humana

A primeira autora do estudo, Anastasia Paulmann, MD, trabalhou anteriormente como pesquisadora de pós-doutorado no MDI Bio Lab e também ocupa um cargo clínico na Hannover Medical School. Ela estabeleceu e manteve a colônia de killifish no Centro Kathryn W. Davis de Biologia Regenerativa e Envelhecimento do Laboratório. Segundo Paulmann, o modelo oferece uma forma poderosa de acelerar a investigação sobre o envelhecimento, ao mesmo tempo que a mantém intimamente ligada à saúde humana.

“Ver estes efeitos emergirem tão claramente num modelo de envelhecimento rápido como o nosso killifish foi impressionante”, disse Paulmann. “O que mais me impressionou foi como uma droga aparentemente simples influencia tantos sistemas interconectados dentro do rim – desde vasos sanguíneos e metabolismo energético até inflamação e função geral”.

Ao condensar décadas de envelhecimento renal em apenas alguns meses, o modelo fornece uma forma prática de avaliar como os tratamentos existentes e experimentais afetam a resiliência dos órgãos ao longo do tempo. Esta abordagem pode ajudar os investigadores a identificar as terapias mais promissoras antes de as passarem para ensaios clínicos em humanos.

A equipe planeja estudos de acompanhamento para determinar se os inibidores do SGLT2 podem ajudar a reparar o tecido renal após já terem ocorrido danos relacionados à idade. Eles também pretendem explorar como o momento e a duração do tratamento moldam os resultados a longo prazo.

Este trabalho futuro será apoiado por instalações laboratoriais ampliadas e renovadas no MDI Bio Lab como parte da iniciativa MDI Bioscience da instituição, que se concentra em traduzir descobertas científicas básicas em estratégias que melhorem a saúde humana.

Esta pesquisa foi apoiada pelos Institutos Nacionais de Saúde (P30GM154610, P20GM203423), pelo Morris Discovery Fund, pela Fundação Scott R. McKenzie e pelo Laboratório Biológico MDI.