Cientistas da Escola de Medicina Yong Loo Lin da Universidade Nacional de Singapura identificaram uma proteína que pode ajudar a restaurar a capacidade do cérebro de produzir novas células à medida que envelhece. Suas descobertas, publicadas em Conquistas da ciênciaapontam para um fator de transcrição chamado fator de transcrição tipo myb de ligação à ciclina 1 (DMTF1) como um regulador central da atividade das células-tronco neurais no cérebro senescente. Fatores de transcrição são proteínas que controlam a ativação ou desativação de genes em certas células.
As células-tronco neurais são responsáveis pela criação de novos neurônios, que desempenham um papel importante na aprendizagem e na memória. À medida que envelhecemos, estas células estaminais perdem gradualmente a sua capacidade de regeneração, contribuindo para o declínio cognitivo.
Examinando DMTF1 em células cerebrais envelhecidas
O estudo foi liderado pelo Professor Associado Ong Sek Tong Derrick, com o Dr. Liang Yajing como primeiro autor do Departamento de Fisiologia e do Programa de Pesquisa Translacional em Longevidade Saudável da NUS Medicine. A equipe decidiu identificar as mudanças biológicas que causam o enfraquecimento das células-tronco neurais ao longo do tempo, com o objetivo de identificar alvos para futuras terapias destinadas a retardar o envelhecimento neurológico.
Para entender como funciona o DMTF1, os pesquisadores examinaram células-tronco neurais derivadas de humanos e de modelos de laboratório projetados para imitar o envelhecimento prematuro. Eles usaram o acoplamento do genoma e a análise do transcriptoma para revelar como o DMTF1 afeta a atividade genética. Um foco principal foi como essa proteína interage com as células-tronco afetadas pela disfunção dos telômeros. Os telômeros são as extremidades protetoras dos cromossomos que encurtam gradualmente a cada divisão celular. Esse encurtamento é amplamente reconhecido como um marcador de envelhecimento.
Restaurando a regeneração na era das células-tronco
A equipe descobriu que os níveis de DMTF1 foram significativamente reduzidos em células-tronco neurais “envelhecidas”. Quando restauraram a expressão de DMTF1, as células recuperaram a capacidade de regeneração. Isto sugere que o DMTF1 pode servir como um alvo terapêutico promissor para restaurar a função das células-tronco no cérebro envelhecido.
Análises posteriores revelaram como o DMTF1 exerce seus efeitos. A proteína regula genes acessórios (Arid2 e Ss18) que soltam o DNA compactado, permitindo que genes relacionados ao crescimento se tornem ativos. Sem esses genes auxiliares, as células-tronco neurais não podem se regenerar com eficácia.
“A regeneração prejudicada de células-tronco neurais tem sido associada há muito tempo ao envelhecimento neurológico. A regeneração insuficiente de células-tronco neurais impede a formação de novas células necessárias para apoiar as funções de aprendizagem e memória. Embora estudos tenham mostrado que a regeneração defeituosa de células-tronco neurais pode ser parcialmente restaurada, seus mecanismos subjacentes permanecem pouco compreendidos”, disse o professor associado Ong. “Compreender os mecanismos de regeneração das células-tronco neurais fornece uma base mais forte para o estudo do declínio cognitivo relacionado à idade”.
Tratamentos potenciais para retardar o envelhecimento cerebral
As descobertas sugerem que estratégias concebidas para aumentar os níveis de DMTF1 ou aumentar a sua actividade poderiam potencialmente reverter ou atrasar o declínio relacionado com a idade na função das células estaminais neurais.
Embora os resultados atuais sejam baseados principalmente em experimentos in vitro, os pesquisadores planejam investigar se a amplificação do DMTF1 pode aumentar o número de células-tronco neurais e melhorar o aprendizado e a memória em condições associadas ao encurtamento dos telômeros e ao envelhecimento natural, sem aumentar o risco de tumores cerebrais. A longo prazo, a equipe espera identificar pequenas moléculas capazes de estimular com segurança a atividade do DMTF1 para rejuvenescer as células-tronco neurais envelhecidas.
“Nossos resultados sugerem que o DMTF1 pode promover a proliferação de células-tronco neurais no envelhecimento neurológico”, disse o Dr. Liang. “Embora a nossa investigação esteja ainda no início, os resultados fornecem uma base para a compreensão de como as alterações moleculares associadas ao envelhecimento afectam o comportamento das células estaminais neurais e podem, em última análise, orientar o desenvolvimento de terapêuticas bem-sucedidas”.
