A pele contém dois tipos principais de células-tronco adultas: células-tronco epidérmicas e células-tronco do folículo piloso. Normalmente, cada tipo tem um propósito claro – um mantém a pele, o outro apoia o crescimento do cabelo. No entanto, uma pesquisa da Universidade Rockefeller mostra que as células-tronco do folículo capilar (HFSC) são surpreendentemente adaptáveis. Quando a pele é ferida, essas células podem passar do crescimento do cabelo para ajudar a reparar a ferida.
Então, o que lhes diz quando é hora de fazer uma mudança?
Sinais de estresse que mudam o comportamento celular
A mesma equipa de investigação Rockefeller identificou agora o sinal chave por detrás desta mudança. As células-tronco do folículo capilar respondem ao que é chamado de resposta integrada ao estresse (ISR), um sistema de alarme celular que as ajuda a conservar energia e a se concentrar em tarefas de sobrevivência.
Na pele, esta resposta ao estresse está ligada ao aminoácido serina, um nutriente não essencial encontrado em alimentos comuns como carne, grãos e leite. Sua pesquisa foi publicada em metabolismo celularOs cientistas descobriram que quando os níveis de serina caem, o ISR é ativado e o crescimento do cabelo diminui. Se a pele também estiver ferida, o ISR é ainda mais aumentado, interrompendo totalmente o crescimento do cabelo para que as células possam se concentrar na reparação do tecido danificado. Essa mudança de prioridades ajuda a pele a cicatrizar mais rapidamente.
“A privação de serina desencadeia um ‘mostrador’ celular altamente sensível que ajusta o destino da célula – em direção à pele e não ao cabelo”, explica o primeiro autor Jesse Novak, estudante de medicina no Programa Tri-Institucional de Medicina da Universidade Weill Cornell e ex-aluno de doutorado no laboratório Rockefeller de Elaine Fox. “Nossos resultados sugerem que podemos acelerar a cicatrização de feridas na pele controlando os níveis de serina por meio de dieta ou medicamentos”.
Os tecidos adultos dependem de células-tronco para manter o equilíbrio – substituindo células mortas e reparando tecidos danificados. No entanto, os cientistas ainda sabem pouco sobre como estas células gerem energia e nutrientes durante as suas diferentes tarefas. Nowak e sua equipe queriam entender os fatores metabólicos que mantêm as células-tronco funcionando normalmente e o que acontece quando elas precisam mudar de marcha para curar uma ferida.
“A maioria das feridas na pele que encontramos são causadas por abrasões, que destroem a parte superior da pele”, disse Novak. “Esta área abriga um reservatório de células-tronco que normalmente são responsáveis pela reparação de feridas. Mas quando essas células são destruídas, força as células-tronco do folículo capilar a assumirem a liderança na reparação”, disse Novak. “Sabendo disso, pensamos que rastrear essas células da pele durante a cicatrização de feridas fornece um modelo muito bom para testar se e como os metabólitos regulam esse processo em geral”.
Os papéis de Serine além do cabelo e da pele
As primeiras pesquisas do laboratório Fox sugerem que as células-tronco pré-cancerosas da pele podem se tornar dependentes da serina circulante e que limitar a serina na dieta pode ajudar a prevenir que essas células se tornem cancerosas. Estas descobertas destacam a poderosa influência da serina no comportamento celular e até inspiraram pesquisas para testar dietas livres de serina como tratamento do câncer.
No entanto, não está claro como a redução da serina afeta os tecidos saudáveis. Para explorar isto, Nowak concentrou-se no papel da serina na atividade normal das células estaminais e como a sua perda remodela a regeneração.
Os pesquisadores testaram como as células-tronco do folículo capilar respondem ao estresse metabólico. Eles privaram os camundongos de serina na dieta ou usaram métodos genéticos para impedir que as células produzissem sua própria serina. Em ambos os casos, os resultados sugerem que a serina comunica diretamente com o ISR – um sistema que monitoriza quando as condições dos tecidos estão desequilibradas.
Quando os níveis de serina estão baixos, o crescimento do cabelo fica mais lento porque requer muita energia. Quando ocorre uma ferida, o ISR é ativado com mais força, priorizando a cicatrização em vez da regeneração capilar. Por outras palavras, quando o stress aumenta, os mecanismos de reparação da pele têm prioridade.
“Ninguém gosta de perder cabelo, mas quando se trata de sobreviver a momentos estressantes, reparar a epiderme vem em primeiro lugar”, diz Fox. “Uma mecha de cabelo perdida não representa uma ameaça para o animal, mas uma ferida não cicatrizada sim.”
A serina extra pode promover o crescimento do cabelo?
Depois que a equipe confirmou que os baixos níveis de serina afetavam o comportamento das células-tronco, eles queriam saber o contrário: o aumento dos níveis de serina poderia promover o crescimento do cabelo? A resposta parece ser não. O corpo mantém um controle rígido sobre os níveis de serina, e mesmo quando os ratos foram alimentados seis vezes mais serina do que o normal, os níveis de serina aumentaram apenas cerca de 50%.
“Descobrimos, no entanto, que se evitássemos que as células estaminais produzissem a sua própria serina e substituíssemos as suas perdas por uma dieta rica em serina, seríamos capazes de resgatar parcialmente o crescimento do cabelo”, acrescentou Novak.
Em seguida, os pesquisadores planejam estudar se a cicatrização de feridas pode ser melhorada reduzindo a ingestão de serina ou usando medicamentos que afetam os níveis de serina ou a via ISR. Eles também planejam testar outros aminoácidos para ver se têm efeitos semelhantes.
“No geral, a capacidade das células estaminais para tomar decisões sobre o destino das células com base no nível de stress que experimentam pode ter amplas implicações na forma como os tecidos optimizam as suas capacidades regenerativas em situações de escassez de recursos”, disse Fox.
