Pesquisa do Instituto Babraham desenvolveu uma nova técnica para rejuvenescer as células da pele. Essa técnica permitiu que os pesquisadores...
Pesquisa do Instituto Babraham desenvolveu uma nova técnica para rejuvenescer as células da pele. Essa técnica permitiu que os pesquisadores retrocedessem o relógio biológico celular em cerca de 30 anos de acordo com medidas moleculares, significativamente mais do que os métodos de reprogramação anteriores.
Estudo do Instituto Babraham desenvolveu um método para fazer as células da pele humana rejuvenescerem 30 anos, retrocedendo o relógio do envelhecimento celular sem perder sua função especializada.
Fonte: Babraham Institute
A pesquisa em medicina regenerativa conseguiu restaurar parcialmente a função de células mais velhas, bem como rejuvenescer as medidas moleculares da idade biológica.
O trabalho foi publicado sexta-feira na revista científica eLife por cientistas britânicos, alemães e portugueses do Instituto Babraham, de epigenética, em Cambridge. Ele tem base na mesma técnica de reprogramação celular usada para criar nos anos 1990 a ovelha clonada Dolly, no Instituto Roslin, também no Reino Unido.
O que é medicina regenerativa?
À medida que envelhecemos, a capacidade de funcionamento de nossas células diminui e o genoma acumula marcas de envelhecimento. A biologia regenerativa visa reparar ou substituir células, incluindo as antigas. Uma das ferramentas mais importantes na biologia regenerativa é nossa capacidade de criar células-tronco 'induzidas'. O processo é resultado de várias etapas, cada uma apagando algumas das marcas que tornam as células especializadas. Em teoria, essas células-tronco têm o potencial de se tornar qualquer tipo de célula, mas os cientistas ainda não são capazes de recriar de forma confiável as condições para rediferenciar as células-tronco em todos os tipos de células.
Voltando no tempo
O novo método, baseado na técnica vencedora do Prêmio Nobel que os cientistas usam para produzir células-tronco, supera o problema de apagar completamente a identidade celular ao interromper a reprogramação em parte do processo. Isso permitiu que os pesquisadores encontrassem o equilíbrio preciso entre a reprogramação das células, tornando-as biologicamente mais jovens, enquanto ainda eram capazes de recuperar sua função celular especializada.
Em 2007, Shinya Yamanaka foi o primeiro cientista a transformar células normais, que possuem uma função específica, em células-tronco que têm a capacidade especial de se desenvolver em qualquer tipo de célula. O processo completo de reprogramação de células-tronco leva cerca de 50 dias usando quatro moléculas-chave chamadas fatores Yamanaka.
O novo método, chamado 'reprogramação transitória da fase de maturação', expõe as células aos fatores Yamanaka por apenas 13 dias. Nesse ponto, as alterações relacionadas à idade são removidas e as células perdem temporariamente sua identidade. As células parcialmente reprogramadas tiveram tempo para crescer em condições normais, para observar se a função específica das células da pele retornou. A análise do genoma mostrou que as células recuperaram marcadores característicos das células da pele (fibroblastos), e isso foi confirmado pela observação da produção de colágeno nas células reprogramadas.
A idade não é apenas um número
Para mostrar que as células foram rejuvenescidas, os pesquisadores procuraram mudanças nas características do envelhecimento. Conforme explicado pelo Dr. Diljeet Gill, um pós-doc no laboratório de Wolf Reik no Instituto que conduziu o trabalho como estudante de doutorado:
“Nossa compreensão do envelhecimento em nível molecular progrediu na última década, dando origem a técnicas que permitem aos pesquisadores medir alterações biológicas relacionadas com a idade nas células humanas. Conseguimos aplicar isso ao nosso experimento para determinar a extensão da reprogramação alcançada pelo nosso novo método.”
Dr. Diljeet Gill
Os pesquisadores analisaram várias medidas de idade celular. O primeiro é o relógio epigenético, onde as marcas químicas presentes em todo o genoma indicam a idade. O segundo é o transcriptoma, todas as leituras de genes produzidas pela célula. Por essas duas medidas, as células reprogramadas corresponderam ao perfil de células 30 anos mais jovens em comparação com conjuntos de dados de referência.
As aplicações potenciais desta técnica dependem das células não apenas parecerem mais jovens, mas também funcionarem como células jovens. Os fibroblastos produzem colágeno, uma molécula encontrada nos ossos, tendões e ligamentos da pele, ajudando a fornecer estrutura aos tecidos e curar feridas. Os fibroblastos rejuvenescidos produziram mais proteínas de colágeno em relação às células controle que não passaram pelo processo de reprogramação. Os fibroblastos também se movem para áreas que precisam de reparo.
Os pesquisadores testaram as células parcialmente rejuvenescidas criando um corte artificial em uma camada de células em um prato. Eles descobriram que seus fibroblastos tratados se moviam para a lacuna mais rapidamente do que as células mais velhas. Este é um sinal promissor de que um dia essa pesquisa poderá ser usada para criar células que são melhores na cicatrização de feridas.
“Este trabalho tem implicações muito interessantes. Eventualmente, poderemos identificar genes que rejuvenescem sem reprogramação e direcioná-los especificamente para reduzir os efeitos do envelhecimento. Essa abordagem promete descobertas valiosas que podem abrir um incrível horizonte terapêutico”.
Prof. Wolf Reik. Líder da pesquisa
No futuro, essa pesquisa também poderá abrir outras possibilidades terapêuticas; os pesquisadores observaram que seu método também teve um efeito em outros genes ligados a doenças e sintomas relacionados à idade. O gene APBA2 , associado à doença de Alzheimer, e o gene MAF com papel no desenvolvimento da catarata, ambos mostraram alterações em níveis de transcrição juvenis.
O mecanismo por trás da reprogramação transitória bem-sucedida ainda não é totalmente compreendido e é a próxima peça do quebra-cabeça a ser explorada. Os pesquisadores especulam que áreas-chave do genoma envolvidas na formação da identidade celular podem escapar do processo de reprogramação.
“Nossos resultados representam um grande avanço em nossa compreensão da reprogramação celular. Provamos que as células podem ser rejuvenescidas sem perder sua função e que o rejuvenescimento busca restaurar alguma função das células velhas. O fato de também termos visto uma reversão dos indicadores de envelhecimento em genes associados a doenças é particularmente promissor para o futuro deste trabalho.”Dr. Diljeet Gill
Acesso ao artigo
Saiba mais vendo o artigo Rejuvenescimento multiômico de células humanas por reprogramação transitória da fase de maturação (tradução livre do título em inglês, Multi-omic rejuvenation of human cells by maturation phase transient reprogramming):
Autores afiliados (por ordem de autores)
Diljeet Gill – pesquisador de pós-doutorado, Reik lab,
Aled Parry - pesquisador de pós-doutorado, Reik lab
Fátima Santos - pesquisadora sênior, Reik lab
Hanneke Okkenhaug, vice-gerente, Imaging facilities
Christopher Todd, pesquisador de pós-doutorado, Reik lab
Irene Hernando-Herraez - cientista pesquisadora de pós-doutorado, laboratório Reik
Thomas Stubbs – Ex-aluno de doutorado no laboratório Reik, agora CEO, Chronomics
Limited Gulbenkian de Ciência
Wolf Reik – líder de grupo, Programa Epigenética. Diretor do Altos Labs Cambridge Institute
Fonte: Babraham Institute
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