Cientistas acabam de encontrar o interruptor oculto de autocura do pulmão

“Ficamos surpresos ao descobrir que essas células especializadas não conseguem realizar as duas tarefas ao mesmo tempo”, diz Douglas Brownfield, Ph.D., autor sênior do estudo, publicado em Comunicações da Natureza. “Alguns comprometem-se com a reconstrução, enquanto outros centram-se na defesa. Essa divisão do trabalho é essencial. E ao descobrirmos o interruptor que o controla, podemos começar a pensar em como restaurar o equilíbrio quando este se desmorona devido a uma doença.”

Compreendendo como as células pulmonares reparam e protegem

O estudo concentra-se nas células alveolares tipo 2 (AT2), que são únicas porque protegem os pulmões e atuam como células-tronco de reserva. As células AT2 produzem proteínas que mantêm os pequenos sacos de ar abertos para a respiração, ao mesmo tempo que regeneram as células alveolares tipo 1 (AT1) – as células finas e planas que revestem a superfície do pulmão e permitem a troca de oxigénio.

Os cientistas sabem há muito tempo que as células AT2 muitas vezes lutam para se regenerar adequadamente em doenças como fibrose pulmonar, doença pulmonar obstrutiva crónica (DPOC) e infecções virais graves como a COVID-19. O que permanecia obscuro era como e por que estas células perdem a sua capacidade regenerativa.

Mapeando o ciclo de vida das células pulmonares

Usando sequenciamento unicelular, imagens avançadas e modelos pré-clínicos de lesão pulmonar, a equipe da Clínica Mayo rastreou a “história de vida” das células AT2. Eles descobriram que as novas células AT2 permanecem flexíveis durante cerca de uma a duas semanas após o nascimento, antes de adotarem permanentemente a sua identidade especializada.

Essa transição crítica é governada por um circuito molecular que envolve três reguladores principais – PRC2, C/EBPα e DLK1. Um deles, C/EBPα, atua como um grampo que impede as células de se comportarem como células-tronco. Para regenerar após lesão, as células AT2 adultas devem liberar esta pinça.

Por que as infecções retardam a recuperação pulmonar

A mesma mudança molecular também determina se as células AT2 reparam tecidos danificados ou combatem infecções. Este duplo papel ajuda a explicar por que as infecções podem retardar ou bloquear a recuperação das doenças pulmonares crónicas.

“Quando pensamos em reparação pulmonar, não se trata apenas de ligar as coisas – trata-se de remover os grampos que normalmente impedem estas células de agirem como células estaminais”, diz o Dr. Brownfield. “Descobrimos um desses grampos e como ele mede a capacidade de reparo dessas células”.

Prevenindo a falência de órgãos

As descobertas abrem novas possibilidades para a medicina regenerativa. Drogas que ajustam a atividade C/EBPα, por exemplo, poderiam ajudar as células AT2 a reconstruir o tecido pulmonar de forma mais eficaz ou reduzir cicatrizes em condições como a fibrose pulmonar.

“Esta pesquisa nos aproxima da capacidade de impulsionar os mecanismos naturais de reparo do pulmão, oferecendo esperança para prevenir ou reverter condições onde atualmente só podemos retardar a progressão”, diz o Dr. Brownfield.

O estudo também pode ajudar os médicos a identificar os primeiros sinais da doença, detectando quando as células AT2 estão presas em um estado e incapazes de se regenerar. Tais conhecimentos poderão levar a novos biomarcadores que detectem doenças pulmonares nas suas fases iniciais e mais tratáveis.

Vinculando a descoberta às iniciativas regenerativas da Clínica Mayo

Este trabalho está alinhado com a iniciativa Precure da Mayo Clinic, que se concentra na identificação precoce de doenças – quando os tratamentos podem ter o maior impacto – e na prevenção da progressão antes que ocorra a falência de órgãos.

Também avança a iniciativa Genesis, que visa prevenir a falência de órgãos e restaurar a função através da medicina regenerativa. Com base nestas descobertas, a equipa de investigação está agora a testar formas de libertar o grampo repressivo em células AT2 humanas, cultivá-las em laboratório e explorar o seu potencial para futuras terapias baseadas em células.