Uma descoberta notável está a mudar a forma como pensamos sobre o envelhecimento: a prolina é um aminoácido simples que está atualmente na vanguarda da exploração científica no rejuvenescimento de células senescentes. Esta descoberta, longe do domínio da ficção científica, abre um novo capítulo na investigação do envelhecimento, revelando o potencial da prolina para reverter o tempo a nível celular. Ao introduzir prolina em células que pararam o seu ciclo de divisão e apresentavam sinais de envelhecimento, os investigadores encontraram um aumento significativo na função celular. Ao complementar a jornada da prolina até ao coração da regeneração celular, abre possibilidades excitantes não só para prolongar a esperança de vida, mas também para enriquecer a sua qualidade, anunciando um futuro em que a taxa de envelhecimento pode ser significativamente reduzida.
O professor Stelios Andreadis, da Universidade de Buffalo, e uma equipe de pesquisadores revelaram como o aminoácido prolina dá nova vida às células-tronco mesenquimais (MSCs) envelhecidas em um estudo inovador que pode virar a maré em nossa luta contínua contra o processo de envelhecimento. O estudo, detalhado no Cell Reports, destaca o potencial da suplementação de prolina para melhorar significativamente a função mitocondrial e promover a mitofagia, proporcionando um farol de esperança para reverter as características do envelhecimento.
O estudo descobriu que as células-tronco mesenquimais que pararam de se dividir e mostraram sinais de envelhecimento tinham uma capacidade reduzida de produzir prolina, um fator-chave nas respostas ao estresse celular e na bioenergética. O professor Andreadis elucidou esta descoberta, afirmando: “As MSCs senescentes exibem atividade da cadeia respiratória mitocondrial gravemente prejudicada, e isso está associado ao acúmulo de mitocôndrias despolarizadas devido à mitofagia defeituosa.” Esta observação destaca o papel crítico da prolina na manutenção da viabilidade celular.
Os pesquisadores adotaram uma abordagem inovadora para rejuvenescer essas células. Ao suplementar células-tronco mesenquimais envelhecidas com prolina, eles observaram melhorias significativas na função mitocondrial. Este processo é impulsionado pela ativação da proteína quinase alfa ativada por AMP (AMPK) e pela regulação positiva de Parkin, um componente chave no início da mitofagia, um método pelo qual as células limpam internamente degradando seletivamente as mitocôndrias danificadas. Isto não só aumenta a depuração mitocondrial, mas também reduz múltiplos marcadores de envelhecimento, tais como danos no DNA e atividade da β-galactosidase associada ao envelhecimento.
A equipe de pesquisa investigou seu método de fornecer prolina às células-tronco mesenquimais envelhecidas em um ambiente cuidadosamente controlado e monitorar os efeitos ao longo do tempo. O professor Andreadis compartilhou: “A prolina induz a mitofagia ativando a AMPK e regulando positivamente a expressão de Parkin, aumentando a depuração mitocondrial e, por fim, restaurando o metabolismo celular”. Esta percepção é particularmente impressionante, indicando que moléculas aparentemente simples têm um impacto profundo no complexo processo de envelhecimento a nível celular.
Curiosamente, a equipa também descobriu que os efeitos positivos da suplementação de prolina não dependiam da sua degradação pela prolina desidrogenase (PRODH), sugerindo que a presença da própria prolina, e não dos seus metabolitos, é fundamental para o rejuvenescimento das células envelhecidas. O professor Andreadis destacou que “a eliminação do PRODH não tem efeito significativo na capacidade da prolina de restaurar a função mitocondrial e o fluxo de autofagia nas células envelhecidas” e apontou o complexo mecanismo envolvido.
Este estudo não só revela a complexa dança do metabolismo celular no contexto do envelhecimento, mas também abre a porta para novas estratégias terapêuticas destinadas a aliviar a disfunção mitocondrial relacionada à idade. Restaurar o potencial regenerativo das células estaminais envelhecidas através da suplementação de prolina pode levar a terapias antienvelhecimento inovadoras.
O Professor Stelios Andreadis e a sua equipa combinam habilmente a observação meticulosa com experiências inovadoras para melhorar a nossa compreensão das intervenções metabólicas para combater doenças relacionadas com a idade. Nas suas mãos, a prolina deixou de ser uma molécula de interesse para se tornar um medicamento promissor para prolongar a expectativa de saúde e rejuvenescer os tecidos envelhecidos, marcando um grande avanço na ciência do envelhecimento. A sua investigação não só destaca o potencial da prolina, mas também abre um novo capítulo na nossa luta contra o processo de envelhecimento.
Referência do diário
Debanik Choudhury, Na Rong, Hamsa Vardini Senthil Kumar, et al., “A prolina restaura a função mitocondrial e reverte as assinaturas de senescência em células senescentes.” Relatórios de células, vol. 43, não. 113738.DOI: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2024.113738
Sobre o autor
Stelios Andreadis em Matemática Aplicada, bem como um M.S. e Ph.D. bacharelado em engenharia química pela Universidade de Michigan. Posteriormente, recebeu treinamento de pós-doutorado no Centro de Engenharia em Medicina da Harvard Medical School, onde trabalhou nas áreas de terapia genética, engenharia de tecidos e medicina regenerativa. Atualmente, ele atua como Professor Distinto de Engenharia Química e Biológica e Engenharia Biomédica na Universidade Estadual de Nova York e membro do Centro de Excelência em Bioinformática e Ciências da Vida da Universidade Estadual de Nova York, em Buffalo. Ele atua como Diretor do programa de treinamento de Células-Tronco para Medicina Regenerativa (SCiRM), um programa financiado pelo NYSTEM que treina estudantes em biologia e bioengenharia de células-tronco e aplicações de células-tronco em medicina regenerativa (2016-2021). Ele é o diretor fundador do Centro de Engenharia Celular, Genética e de Tecidos (CGTE), que foi criado há dois anos para promover a pesquisa e a educação interdisciplinares nessas áreas. De 2012 a 2018, atuou como chefe do Departamento do CBE por dois mandatos.
Seus interesses de pesquisa variam de pesquisa básica a técnica e pré-clínica/traducional. Ele fez contribuições significativas em pesquisas nas áreas de bioengenharia de células-tronco; engenharia e regeneração de tecidos vasculares, cutâneos, musculares e glandulares; desenho molecular de biomateriais; entrega de proteínas e genes e senescência e envelhecimento de células-tronco. Ele foi cofundador de uma empresa start-up (Angiograft, LLC) para comercializar enxertos vasculares acelulares desenvolvidos em seu laboratório como enxertos de substituição arterial para o tratamento de doenças cardiovasculares. Ele foi convidado para palestrar em conferências nacionais e internacionais e em diversos setores. Até o momento, seu trabalho resultou em mais de 145 publicações revisadas por pares, 32 anais de conferências, 90 palestras convidadas e mais de 300 apresentações em conferências. Os artigos de sua equipe foram publicados nas principais revistas, incluindo Cell Stem Cell, Nature Communications, Science Advances, Advanced Science, Advanced Function Materials, Advanced Healthcare Materials, Cell Reports, Stem Cells, Journal of Cell Science, FASEB J., Cardioangio Research, Molecular Therapy, Journal of Virology, Journal of Investigative Dermatology, Gene Therapy, Biomaterials, Tissue Engineering, Annual Reviews of Biomedical Engineering etc.
Por mais de 20 anos, seu trabalho foi apoiado por doações de fundações federais, estaduais e privadas, incluindo NIH, NSF, Fundação de Células-Tronco do Estado de Nova York (NYSTEM), JDRF, Fundação John R. Oishei e Fundação Whittaker, totalizando mais de US$ 25 milhões. Recentemente, ele lidera uma equipe de pesquisadores da UB e RPCI que recebeu financiamento do NYSTEM para lançar um novo programa de treinamento focado em células-tronco em medicina regenerativa (SCiRM).
Por seu trabalho, ele recebeu vários prêmios, incluindo o Whitaker Foundation Young Investigator Award (1999), o National Science Foundation Career Award (2000), o Distinguished Scholar Young Investigator Award (University at Buffalo, 2003), o Distinguished Scholar: Sustained Achievement Award (University at Buffalo, 2009) e o SUNY Chancellor’s Award for Excellence in Scholarship. (2014). Ele foi eleito Fellow do Instituto Americano de Engenharia Médica e Biológica (AIMBE, 2009), da Sociedade de Engenharia Biomédica (BMES, 2016), do Instituto Americano de Engenheiros Químicos (AIChE, 2022) e da Associação Americana para o Avanço da Ciência (AAAS, 2022). Em 2018, ele foi promovido a Professor Distinto da SUNY, a classificação mais alta no sistema SUNY College and University.
Ele orientou mais de 115 estagiários, incluindo 35 Ph.D. São 22 alunos de mestrado, 7 bolsistas de pós-doutorado e mais de 55 pesquisadores de graduação. Seus oito doutorados anteriores. Os alunos ocupam cargos docentes nas principais universidades de pesquisa (Georgetown University, University of Oklahoma, Auburn University, National Institute of Standards and Technology (NIST), University of South Florida, University at Buffalo, Indian Institute of Technology Kanpur, Capital Medical University em Pequim). Outros ocupam cargos de pós-doutorado em universidades importantes (Harvard, Stanford, Johns Hopkins, Universidade da Pensilvânia); ou ocupar cargos de pesquisa e liderança em empresas farmacêuticas/biotecnológicas líderes (Merck, Bristol-Myers Squibb, Biogen, Shire Pharmaceuticals, LifeTechnologies, Lyndra Therapeutics, MedImmune, etc.).
