Um dos maiores desafios na pesquisa sobre envelhecimento e doenças é rastrear células senescentes. Essas células, muitas vezes chamadas de “células zumbis”, param de se dividir, mas se recusam a morrer normalmente. Com o tempo, eles se acumulam no corpo e estão ligados a doenças como o câncer, a doença de Alzheimer e o próprio processo de envelhecimento.
Os cientistas têm explorado maneiras de remover ou reparar essas células prejudiciais, mas tem havido um grande obstáculo. Os pesquisadores têm se esforçado para identificar com segurança as células senescentes escondidas entre as células saudáveis dos tecidos vivos.
Aptâmeros de DNA ajudam pesquisadores a identificar células envelhecidas
Uma equipe da Clínica Mayo afirma agora ter encontrado uma nova estratégia promissora. Escrevendo na revista Senescent Cells, os pesquisadores descrevem uma técnica que usa moléculas chamadas “aptâmeros” para marcar células senescentes.
Aptâmeros são filamentos curtos de DNA sintético que se dobram naturalmente em formas tridimensionais complexas. Essas formas permitem que eles se liguem a proteínas específicas na superfície das células.
Usando células de camundongo, os cientistas examinaram mais de 100 trilhões de sequências aleatórias de DNA e identificaram vários aptâmeros raros que se ligam a proteínas associadas ao envelhecimento das células. Uma vez anexados, os aptâmeros marcam efetivamente as células para reconhecimento.
“Esta abordagem estabelece o princípio de que os aptâmeros são uma tecnologia que pode ser usada para distinguir células senescentes de células saudáveis”, disse o bioquímico e biólogo molecular Jim Maher, Ph.D., principal pesquisador do estudo. “Embora este estudo seja apenas um primeiro passo, os resultados sugerem que a abordagem pode eventualmente ser aplicável a células humanas”.
Uma conversa casual levou à descoberta
O projeto começou com uma ideia inesperada compartilhada durante uma conversa casual entre estudantes de pós-graduação da Clínica Mayo.
Keenan Pearson, que recentemente se formou na Escola de Pós-Graduação em Ciências Biomédicas da Mayo Clinic, tem estudado como os aptâmeros podem ser usados para combater o câncer cerebral ou doenças neurodegenerativas em colaboração com o Dr.
Em outro lugar no campus, a Dra. Sarah Jachim (que também estava concluindo estudos de pós-graduação na época) estava estudando células envelhecidas e senescentes no laboratório do Dr.
Os dois estudantes se conheceram em um evento científico e começaram a discutir seus projetos de tese. Dr. Pearson começou a se perguntar se a tecnologia de aptâmeros poderia ser usada para identificar células senescentes.
“Achei a ideia ótima, mas não conhecia o processo de preparação de células senescentes para testá-las, e essa era a experiência de Sarah”, disse o Dr. Pearson, que se tornou o principal autor da publicação.
Pesquisadores perseguem uma ideia ‘maluca’
Os estudantes apresentaram a ideia ao seu orientador, o colega pesquisador Dr. Darren Baker, cujo trabalho se concentra em terapias que visam o envelhecimento das células.
Dr. Maher disse que o conceito inicialmente parecia “louco”, mas foi suficiente para despertar o interesse em novas pesquisas. Os mentores acabaram aceitando a colaboração.
“Francamente, adoramos que esta seja uma ideia de estudante e uma sinergia real entre as duas áreas de pesquisa”, disse o Dr.
A pesquisa está progredindo rapidamente. Os primeiros experimentos produziram resultados promissores mais rapidamente do que o esperado, levando a equipe a trazer mais estudantes de vários laboratórios.
Os então alunos de graduação Brandon Wilbanks, Ph.D., Luis Prieto, Ph.D., e M.D.-Ph.D. A estudante Caroline Doherty contribuiu com conhecimentos técnicos, incluindo microscopia avançada e análise de amostras de tecidos mais amplas.
“É encorajador ir além”, disse o Dr. Jashim, “porque sabemos que este é um projeto que terá sucesso”.
Novas pistas sobre a biologia celular zumbi
Esta pesquisa pode fornecer mais do que apenas uma nova maneira de identificar células senescentes. Também revela informações sobre as próprias células.
“Até o momento, não existem marcadores universais que caracterizem as células senescentes”, disse o Dr. Maher. “Nosso estudo é um estudo aberto de moléculas de superfície alvo em células senescentes. A beleza dessa abordagem é que deixamos os aptâmeros escolherem a quais moléculas se ligarem.”
Alguns aptâmeros se ligam a variantes da fibronectina, uma proteína encontrada na superfície das células de camundongos. Os investigadores ainda não sabem como esta variante da fibronectina se relaciona com o envelhecimento, mas a descoberta pode ajudar os cientistas a identificar melhor o que há de único nas células envelhecidas.
Potencial futuro para o envelhecimento e tratamentos de doenças
Os pesquisadores alertam que são necessárias mais pesquisas antes que os aptâmeros possam identificar com segurança as células envelhecidas em humanos.
Ainda assim, a tecnologia pode, em última análise, ser mais do que apenas uma ferramenta de detecção. Os cientistas acreditam que os aptâmeros poderão um dia fornecer terapias diretamente às células envelhecidas, permitindo tratamentos altamente direcionados.
Dr. Pearson disse que os aptâmeros são mais baratos e mais adaptáveis do que os anticorpos tradicionais, que são frequentemente usados para diferenciar diferentes tipos de células.
“Este projeto demonstra um conceito novo”, disse o Dr. Maher. “Estudos futuros podem expandir esta abordagem para aplicações relevantes para células senescentes em doenças humanas”.
