Pesquisadores da Clínica Mayo descobriram um “interruptor” molecular dentro das células pulmonares que determina quando as células se concentram na reparação do tecido e quando se voltam para o combate à infecção. Esta importante descoberta pode abrir caminho para tratamentos regenerativos para doenças pulmonares crónicas.
“Ficamos surpresos ao descobrir que essas células especializadas não conseguem realizar as duas tarefas ao mesmo tempo”, disse Douglas Brownfield, Ph.D., autor sênior do estudo, publicado na revista comunicações da natureza. “Alguns trabalham na reconstrução, enquanto outros se concentram na defesa. Esta divisão de trabalho é crucial. Ao descobrirmos o interruptor que a controla, podemos começar a pensar em como restaurar o equilíbrio quando este é derrubado pela doença.”
Aprenda como as células pulmonares reparam e protegem
O estudo concentrou-se nas células alveolares tipo 2 (AT2), que são únicas porque protegem os pulmões e servem como células-tronco de reserva. As células AT2 produzem proteínas que mantêm pequenos sacos de ar abertos para a respiração, ao mesmo tempo que regeneram as células alveolares tipo 1 (AT1) – as células finas e planas que revestem a superfície dos pulmões e permitem a troca de oxigênio.
Os cientistas sabem há muito tempo que as células AT2 muitas vezes lutam para se regenerar adequadamente em doenças como fibrose pulmonar, doença pulmonar obstrutiva crónica (DPOC) e infecções virais graves, como a COVID-19. O que ainda não está claro é como e por que essas células perdem a capacidade de regeneração.
Mapeando o ciclo de vida das células pulmonares
A equipe da Clínica Mayo usou sequenciamento unicelular, imagens avançadas e modelos pré-clínicos de lesão pulmonar para rastrear a história de vida das células AT2. Eles descobriram que as novas células AT2 permanecem flexíveis durante cerca de uma a duas semanas após o nascimento e depois adotam permanentemente a sua identidade especializada.
Esta transição crítica é controlada por um circuito molecular envolvendo três reguladores principais – PRC2, C/EBPα e DLK1. Um deles, o C/EBPα, atua como um clamp, impedindo que as células se comportem como células-tronco. Para se regenerarem após a lesão, as células AT2 adultas devem liberar esta pinça.
Por que a infecção retarda a recuperação pulmonar
A mesma mudança molecular também determina se as células AT2 reparam tecidos danificados ou combatem infecções. Este duplo papel ajuda a explicar porque é que a infecção retarda ou dificulta a recuperação da doença pulmonar crónica.
“Quando pensamos em reparo pulmonar, não se trata apenas de ligar a energia, mas de remover os grampos que normalmente impedem que essas células funcionem como células-tronco”, disse o Dr. Brownfield. “Descobrimos uma dessas pinças e como ela afeta a capacidade de reparação dessas células.”
Prevenir a falência de órgãos
Essas descobertas abrem novas possibilidades para a medicina regenerativa. Por exemplo, medicamentos que ajustam a atividade C/EBPα poderiam ajudar as células AT2 a reconstruir o tecido pulmonar de forma mais eficiente ou reduzir cicatrizes em condições como a fibrose pulmonar.
Dr. Brownfield disse: “Esta pesquisa nos aproxima de melhorar os mecanismos naturais de reparo dos pulmões, aumentando a esperança de prevenir ou reverter uma doença que atualmente apenas retarda sua progressão”.
A pesquisa também pode ajudar os médicos a identificar os primeiros sinais da doença, detectando quando as células AT2 entram em estado de incapacidade de se regenerar. Esses insights podem levar a novos biomarcadores que podem detectar doenças pulmonares em seus estágios iniciais e mais tratáveis.
Conectando descobertas aos programas regenerativos da Clínica Mayo
Este trabalho é consistente com o programa Precure da Mayo Clinic, que se concentra na detecção precoce da doença para que o tratamento possa ter o maior impacto e prevenir sua progressão antes que ocorra a falência de órgãos.
Também avança o Projeto Genesis, que visa prevenir a falência de órgãos e restaurar a função através da medicina regenerativa. Com base nestas descobertas, a equipa de investigação está agora a testar métodos para libertar o grampo inibitório em células AT2 humanas, cultivando-as em laboratório e explorando o seu potencial em futuras terapias celulares.
