Uma estratégia potencial para tratar uma variedade de doenças envolve atingir células senescentes. Essas células – também conhecidas como “células zumbis” – param de se reproduzir, mas não conseguem ser eliminadas do corpo como normalmente fazem as células saudáveis. Eles aparecem em muitas doenças, incluindo câncer, doença de Alzheimer e durante todo o processo de envelhecimento. Embora os cientistas estejam a trabalhar em formas de eliminar ou reparar estas células, um grande desafio é detectá-las em tecidos vivos sem perturbar as células saudáveis próximas.
Pesquisadores da Clínica Mayo escrevem em diário células envelhecidasdescrevem uma nova maneira de rotular células senescentes. A abordagem deles usa “aptâmeros” – pequenos segmentos de DNA sintético que se dobram em uma estrutura tridimensional. Essas estruturas podem se ligar a proteínas na superfície externa da célula. Em experiências com células de ratos, a equipa de investigação selecionou vários aptâmeros raros de mais de 100 biliões de sequências aleatórias de ADN que foram capazes de reconhecer proteínas de superfície específicas e marcar células senescentes.
“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”.
Como uma conversa casual gerou colaboração
A ideia do projeto surgiu depois que um estudante de pós-graduação da Clínica Mayo compartilhou uma ideia incomum durante uma discussão casual com um colega de classe.
Keenan Pearson, que recentemente se formou na Escola de Pós-Graduação em Ciências Biomédicas da Mayo Clinic, tem trabalhado com o Dr. Maher para estudar como os aptâmeros podem ser usados em doenças neurodegenerativas ou câncer cerebral.
Enquanto isso, alguns andares acima, a colega Sarah Jachim, Ph.D., estudava células senescentes e envelhecimento no laboratório do pesquisador Nathan LeBrasseur, Ph.D.
Conheceram-se num encontro científico, onde trocaram ideias para os seus projetos de tese. Dr. Pearson questionou se os aptâmeros poderiam ser usados para detectar 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.
Mentores apoiam ideias ousadas dos alunos
Os alunos trouxeram seus conceitos ao orientador e pesquisador Darren Baker, Ph.D., cujo trabalho se concentra em terapias com células senescentes. Maher lembrou que a ideia inicialmente lhe pareceu “louca”, mas que valia a pena explorar. Todos os três mentores apoiaram a proposta. “Francamente, adoramos que esta seja a ideia dos alunos e a verdadeira sinergia das duas áreas de pesquisa”, disse o Dr.
Como os primeiros experimentos produziram resultados promissores, a dupla recrutou mais alunos do laboratório. Os então alunos de graduação Brandon Wilbanks, Ph.D., Luis Prieto, Ph.D., e M.D.-Ph.D. A estudante Caroline Doherty adicionou novas tecnologias, incluindo microscopia avançada e tipos de tecidos adicionais. “É encorajador ir além”, disse o Dr. Jashim, “porque sabemos que este é um projeto que terá sucesso”.
Descobrindo novas pistas sobre células senescentes
Além de fornecer um método de rotulagem, o estudo também fornece informações sobre a biologia do envelhecimento das 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.”
A equipe descobriu que vários aptâmeros se ligavam a uma variante de uma proteína chamada fibronectina na superfície das células de camundongos. Os cientistas ainda não sabem como esta variante da fibronectina está relacionada com o envelhecimento. No entanto, a sua descoberta sugere que os aptâmeros podem ajudar a identificar características únicas das células senescentes.
Aplicações potenciais para a saúde humana
Mais trabalho é necessário para encontrar aptâmeros que possam detectar com segurança células senescentes em tecidos humanos. Se os aptâmeros puderem ser usados para esse fim, eles poderão eventualmente ser usados para administrar tratamentos diretamente a essas células. Dr. Pearson observou que os aptâmeros são menos caros e mais flexíveis do que os anticorpos tradicionais, que são frequentemente usados para diferenciar um tipo de célula de outro.
“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”.
