As células imunológicas do corpo respondem constantemente às mensagens das células cancerígenas, de outras células imunológicas e de microorganismos. Esta informação gera padrões de expressão molecular específicos relevantes para doenças como câncer, doenças autoimunes, infecções e inflamações, bem como intervenções terapêuticas. Os cientistas têm dificuldade em discernir estes padrões devido ao número extremamente pequeno de moléculas relevantes nas células. Os investigadores deram agora um passo importante para descobrir estes padrões moleculares nas células imunitárias do sangue, levando à descoberta de novos indicadores de saúde e doença.
Pesquisadores da CellPrint Biotechnology LLC, da Case Western Reserve University e da Cleveland Clinic Foundation, liderados pelo professor David Kaplan, conduziram o estudo. Seu trabalho foi publicado no Journal of Cellular and Molecular Medicine, revisado por pares.
O professor Kaplan explicou que o seu método depende de uma versão mais avançada da citometria de fluxo, uma técnica que mede o que está acontecendo dentro das células individuais, passando um feixe de laser através delas para detectar as moléculas dentro delas. Ao contrário dos métodos tradicionais, esta nova versão tem uma resolução cem vezes melhor, o que significa que pode detectar moléculas presentes em quantidades muito pequenas e analisar como estão ligadas. O professor Kaplan observou: “Nossa tecnologia de amplificação demonstra excelente sensibilidade e, com nossa citometria de dimensão restrita desenvolvida recentemente, alcançamos um alto nível de precisão”. A citometria de dimensão restrita é um método simplificado que mede menos características de uma só vez para obter resultados mais claros e confiáveis.
A equipe do professor Kaplan mostrou pela primeira vez que o método funciona examinando uma via bem conhecida no sistema imunológico chamada via estimuladora do gene do interferon, que desencadeia a primeira linha de defesa do corpo contra infecções. Usando amostras de voluntários saudáveis, eles confirmaram que seu sistema poderia medir mudanças moleculares de maneira estável e previsível. Isso sugere que seu método pode capturar uma imagem mais ampla e detalhes mais sutis de como os sinais se movem dentro das células.
Mais tarde, quando o mesmo método foi testado em amostras de sangue tratadas com medicamentos conhecidos por afetarem a morte celular, surgiram padrões inesperados. Algumas moléculas sinalizadoras mantêm suas relações, outras se separam e formam conexões inteiramente novas. Um exemplo envolve um grupo de moléculas relacionadas à morte celular programada, um processo natural que remove com segurança células velhas ou danificadas. Algumas moléculas celulares estavam firmemente conectadas antes do tratamento, mas mostraram ruptura coordenada após a introdução do medicamento. Estas descobertas sugerem que os medicamentos podem religar o funcionamento interno das células de uma forma que técnicas menos sensíveis podem não perceber.
Igualmente surpreendente é que, quando aplicado a amostras de sangue de pacientes com doenças das células plasmáticas, como o mieloma múltiplo (um cancro das células plasmáticas) e a amiloidose (uma doença na qual as proteínas se acumulam de forma anormal nos tecidos), o método encontrou padrões de sinalização únicos em diferentes tipos de células. Monócitos (células imunológicas que combatem infecções) e células T auxiliares (que orientam a resposta imune) exibem interações moleculares únicas, com certas moléculas estando fortemente ligadas em um tipo de célula, mas não em outro. A equipa acredita que estas diferenças podem ser críticas para a compreensão de como estas doenças se desenvolvem e progridem.
O professor Kaplan destacou o significado mais amplo de seu trabalho: “Descrevemos uma técnica simplificada baseada em técnicas de amplificação de sinal e contagem de células de dimensão restrita que permite a análise de redes de sinalização em células mononucleares do sangue em amostras clínicas. Esta análise pode fornecer novos insights valiosos sobre o envolvimento de redes de sinalização na fisiopatologia e patogênese.” A fisiopatologia refere-se às alterações na função corporal causadas pela doença, e a patogênese refere-se ao início e progressão da doença.
As descobertas de Kaplan não só mostram que a sinalização celular pode ser mapeada com grande clareza, mas também sugerem que estes mapas moleculares poderiam orientar médicos e cientistas para melhor compreender e até prever o comportamento da doença. Ao mostrar como as moléculas nas células imunitárias do sangue interagem de forma diferente na doença e na saúde, esta abordagem pode inspirar novas direções no diagnóstico, prognóstico e tratamento. O diagnóstico é o processo de identificação de uma doença, o prognóstico é o curso ou resultado provável da doença e o tratamento é a forma como os médicos tratam a doença.
Como a sinalização celular está no centro de muitas doenças, os possíveis usos desta descoberta são vastos. Os resultados podem ajudar os médicos a monitorar doenças em tempo real, medir as respostas dos pacientes aos tratamentos e revelar importantes caminhos ocultos no câncer e nas doenças do sistema imunológico. A investigação do Professor Kaplan e da sua equipa mostra que, ao ouvir com mais atenção as conversas silenciosas dentro das células imunitárias do sangue, a ciência está cada vez mais perto de traduzir estes sinais subtis em conhecimentos clínicos significativos.
Referência do diário
Kaplan D., Lazarus HM, Valent J., Anwer F., Mazzoni S., Samaras C., Williams L., Nakashima M., Hanna M., Raza S., Christian E., Khouri J. “Sinalização de análise de rede de monócitos sanguíneos em amostras clínicas por correlação bivariada.” Jornal de Medicina Celular e Molecular, 2025; Vol. 29. DOI: https://doi.org/10.1111/jcmm.70550
Sobre o autor
Professor Kaplan Obteve MD e Ph.D. da Universidade de Chicago. Ele atuou como residente de patologia no Barnes and Jewish Hospital em St. Louis e continuou sua pesquisa como pós-doutorado na Universidade de Washington. Dr. Kaplan ingressou no corpo docente da Escola de Medicina da Universidade Case Western Reserve e estabeleceu lá um laboratório de pesquisa biomédica. Ele também atua como diretor do Laboratório de Imunologia Diagnóstica e Virologia em Hospitais Universitários em Cleveland. Ele alcançou muitas inovações em sua pesquisa, incluindo a primeira clonagem de células T citotóxicas humanas visando vírus influenza, a primeira transferência estável de genes para linfócitos T humanos, o primeiro uso de DNA antisense para desligar a expressão de proteínas específicas em células T humanas, e a primeira descrição de moléculas de superfície de células T que medeiam a regulação imunológica.
