Os músculos envelhecidos cicatrizam mais lentamente após uma lesão, uma realidade frustrante com a qual muitos idosos estão familiarizados.
Uma nova pesquisa em ratos da UCLA oferece uma explicação surpreendente. À medida que os músculos envelhecem, suas células-tronco produzem altos níveis de proteína, tornando-as mais lentas para ativar e reparar tecidos danificados. Ao mesmo tempo, a mesma proteína ajuda as células a sobreviverem por mais tempo no ambiente estressante dos músculos mais velhos.
A pesquisa está publicada na revista ciênciamostrando que algumas das alterações biológicas associadas ao envelhecimento podem ser mais do que apenas um declínio deletério. Em vez disso, podem representar estratégias de sobrevivência incorporadas. “Isso nos dá uma nova maneira de pensar sobre o envelhecimento”, disse o autor sênior do estudo, Dr. Thomas Rando, diretor do Centro de Medicina Regenerativa e Pesquisa com Células-Tronco da UCLA.
“É contra-intuitivo, mas as células-tronco que sobrevivem ao envelhecimento podem, na verdade, ser as células-tronco menos funcionais. Elas sobrevivem não porque são as melhores em seu trabalho, mas porque são as melhores em sobreviver. Isso nos dá uma perspectiva completamente diferente sobre por que os tecidos diminuem à medida que envelhecemos.”
Proteína que retarda a reparação muscular à medida que envelhecemos
Uma equipe de pesquisa liderada pelos pós-doutorado Jengmin Kang e Daniel Benjamin comparou células-tronco musculares de camundongos jovens e velhos. Eles descobriram que uma proteína chamada NDRG1 aumenta dramaticamente com a idade, com níveis 3,5 vezes maiores nas células mais velhas do que nas células mais jovens. NDRG1 atua como um freio dentro da célula. Inibe uma via de sinalização chamada mTOR, que normalmente impulsiona a ativação celular, o crescimento e a reparação tecidual.
Para determinar se o NDRG1 causou uma cura mais lenta, os cientistas permitiram que os ratos envelhecessem naturalmente até o equivalente a 75 anos humanos. Eles então bloquearam a atividade do NDRG1. Uma vez inibida esta proteína, as células estaminais musculares mais antigas começam a comportar-se mais como células estaminais musculares mais jovens. Eles ativam mais rapidamente e os músculos lesionados reparam mais rapidamente.
O avivamento requer compensações
Existe uma desvantagem. Quando o NDRG1 é bloqueado, menos células-tronco musculares sobrevivem ao longo do tempo. Como resultado, a capacidade de regeneração do músculo após lesões repetidas é reduzida.
“Pense nisso como um corredor de maratona versus um velocista”, disse Lando, que também é professor de neurologia na Escola de Medicina David Geffen da UCLA. “As células-tronco hiperativas em animais jovens são realmente boas em corridas de velocidade, mas não são tão boas a longo prazo. Elas podem correr 100 metros, mas nem mesmo meia maratona. Em contraste, as células-tronco mais velhas são como corredores de maratona, mais lentos para responder, mas preparados para longas distâncias. No entanto, o que os torna tão proficientes em corridas de longa distância é precisamente o motivo pelo qual não se saem bem em corridas de longa distância.”
A equipe confirmou seus resultados usando vários métodos diferentes. Eles estudaram células-tronco musculares de camundongos jovens e velhos em placas de laboratório e em tecidos vivos. O padrão foi consistente ao longo dos experimentos. Níveis mais elevados de NDRG1 retardam a ativação das células-tronco e a reparação muscular, mas também aumentam a sobrevivência celular a longo prazo.
Viés de sobrevivência celular durante o envelhecimento
Os pesquisadores propuseram que o aumento dos níveis de NDRG1 reflete o que eles chamam de “viés de sobrevivência celular”. Com o tempo, as células-tronco que não conseguem produzir NDRG1 suficiente têm maior probabilidade de morrer. A população celular restante consiste em células de movimento mais lento, mais capazes de suportar o estresse do envelhecimento.
“Algumas das alterações relacionadas com a idade que parecem ser prejudiciais – como a reparação tecidual mais lenta – podem na verdade ser compromissos necessários para evitar um cenário pior: o esgotamento completo do conjunto de células estaminais”, disse Lando.
Lando comparou esta mudança às compensações de sobrevivência na natureza. Sob condições extremas, como seca, fome ou congelamento, os animais iniciam planos de recuperação, como a hibernação, em vez de investir energia na reprodução. Da mesma forma, o envelhecimento das células estaminais parece desviar recursos da produção de novas células para planos de sobrevivência em resposta ao stress.
“As espécies sobrevivem porque podem reproduzir-se, mas quando os recursos são escassos, os animais iniciam os seus próprios planos de recuperação”, disse Lando. “Existem muitos exemplos na natureza de alocação de recursos para sobreviver sob estresse. Isso é exatamente consistente com o que vemos no nível celular.”
A importância da terapia antienvelhecimento
Estas descobertas podem orientar futuras terapias destinadas a promover a regeneração muscular em idosos. No entanto, Landau alerta que melhorar o desempenho das células estaminais pode ter um custo. “Não existe almoço grátis. Para alguns tecidos, podemos melhorar a função das células senescentes ao longo de um período de tempo, mas cada vez que fazemos isso, existem custos potenciais e potenciais efeitos negativos.”
A equipe planeja continuar investigando como controlar o equilíbrio entre sobrevivência e regeneração em nível molecular.
“Este gene é quase como uma porta aberta para entendermos o que controla essas compensações que são críticas não apenas para a evolução das espécies, mas também para o envelhecimento dos tecidos individuais”, disse Lando.
A pesquisa foi financiada pelos Institutos Nacionais de Saúde, Fundação NOMIS, Galaxy Research Foundation, Fundação Hevolution e Fundação Nacional de Pesquisa da Coreia.
