As células imunológicas do corpo reagem constantemente às mensagens das células cancerígenas, de outras células imunológicas e de micróbios. Estas mensagens geram padrões específicos de expressão molecular relevantes para intervenções terapêuticas e para doenças como câncer, doenças autoimunes, infecções e inflamações. Esses padrões são um desafio para os cientistas devido aos tamanhos extremamente pequenos das moléculas nas células. Os investigadores deram agora um passo importante na revelação destes padrões moleculares nas células imunitárias do sangue e, assim, na descoberta de novos indicadores de saúde e doença.
Os pesquisadores CellPrint Biotechnology LLC, Case Western Reserve University e Cleveland Clinic Foundation, liderados pelo professor David Kaplan, conduziram o estudo. Seu trabalho foi publicado na revista Cellular and Molecular Medicine.
O professor Kaplan explicou que seu método depende de uma versão mais avançada da citometria de fluxo, uma tecnologia que detecta o que está acontecendo dentro das células individuais, passando um feixe de laser através delas e detectando as moléculas dentro delas. Ao contrário das abordagens tradicionais, esta nova versão tem uma resolução cem vezes melhor, o que significa que pode detectar moléculas até tamanhos muito pequenos e analisar como estão ligadas. “Nossa tecnologia de amplificação demonstrou excelente sensibilidade e com o recente desenvolvimento da citometria dimensional controlada, alcançamos altos níveis de precisão”, observou o professor Kaplan. A citometria dimensional restrita é uma maneira simplificada de medir menos recursos simultaneamente para obter resultados claros e confiáveis.
A equipe do professor Kaplan mostrou pela primeira vez que o interferon estimula uma via genética examinando uma via bem conhecida do sistema imunológico, que desencadeia a primeira linha de defesa do corpo contra infecções. Ao utilizar amostras de voluntários saudáveis, confirmaram que o seu sistema pode medir alterações moleculares de uma forma consistente e previsível. Isso mostra que seu método pode capturar tanto a imagem ampla quanto os detalhes mais sutis de como os sinais se movem dentro das células.
Mais tarde, quando o mesmo método foi testado em amostras de sangue tratadas com um medicamento que causa a morte celular, surgiram padrões inesperados. Algumas moléculas sinalizadoras mantiveram suas relações, enquanto outras se desfizeram e novas conexões foram formadas. Um exemplo envolve um grupo de moléculas ligadas à morte celular programada, o processo natural pelo qual células velhas ou danificadas são eliminadas com segurança. Algumas moléculas celulares estavam compactadas antes do tratamento, mas mostraram coesão quebrada após a introdução do medicamento. Estas descobertas sugerem que os medicamentos podem modular o funcionamento interno das células de uma forma que técnicas menos sensíveis podem não perceber.
Usando amostras de sangue de pessoas com distúrbios de células plasmáticas, como mieloma múltiplo, um câncer de células plasmáticas, e amiloidose, uma condição na qual as proteínas se formam de forma anormal nos tecidos, o método encontrou padrões de sinalização distintos para diferentes tipos de células. Os monócitos, as células imunitárias que combatem as infecções, e as células T auxiliares, que orientam as respostas imunitárias, apresentam interacções moleculares únicas, com algumas moléculas fortemente associadas a um tipo de célula, mas não a outro. A equipa acredita que estas diferenças podem ser importantes para compreender como estas doenças se desenvolvem e progridem.
O professor Kaplan enfatizou o significado amplo de seu trabalho: “Descrevemos uma tecnologia simples baseada na tecnologia de amplificação de sinal e citometria dimensional controlada que nos permite analisar a rede de sinalização em células mononucleares do sangue a partir de amostras clínicas. A fisiopatologia refere-se a alterações nas funções corporais causadas pela doença, enquanto a patogênese se refere à origem e ao desenvolvimento da doença.
As descobertas do Professor Kaplan nesta investigação não só mostram que a sinalização celular pode ser representada com maior clareza, mas também indicam que estes mapas moleculares podem orientar médicos e cientistas para melhor compreender e prever o comportamento da doença. Ao mostrar como as moléculas nas células imunológicas do sangue interagem de maneira diferente na doença e na saúde, o método pode inspirar novas direções para diagnóstico, prognóstico e tratamento. O diagnóstico é o processo de diagnosticar uma doença, o prognóstico é o curso ou resultado provável dessa doença e o tratamento é a forma como os médicos trabalham para controlá-la.
Como a sinalização celular está no centro de muitas doenças, as aplicações potenciais desta descoberta são amplas. Esses resultados ajudarão os médicos a monitorar doenças em tempo real, medir como os pacientes respondem ao tratamento e revelar importantes caminhos ocultos no câncer e em distúrbios do sistema imunológico. O estudo do professor Kaplan e da sua equipa demonstra que, ao ouvir com mais atenção as conversas silenciosas dentro das células imunitárias do sangue, a ciência está mais perto de transformar estes sinais subtis em conhecimentos clínicos significativos.
Nota de diário
Kaplan D., Lazarus HM, Wayland J., Anwar F., Mazzoni S., Samaras C., Williams L., Nakashima M., Hanna M., Raza S., Christian E., Khouri J. “Sinalização de análise de rede de células mononucleares do sangue por amostragem bivariada.” Jornal de Medicina Celular e Molecular, 2025; Volume 29. DOI: https://doi.org/10.1111/jcmm.70550
Sobre o autor
Professor Kaplan Ele recebeu seus títulos de MD e PhD pela Universidade de Chicago. Ele atuou como residente de patologia no Barnes and Jewish Hospitals em St. Louis e continuou seus esforços de pesquisa como pós-doutorado na Universidade de Washington. Dr. Kaplan ingressou no corpo docente da Faculdade de Medicina da Universidade Case Western Reserve, onde fundou o Laboratório de Pesquisa Biomédica. Ele também atuou como diretor dos Laboratórios de Imunologia Diagnóstica e Virologia dos Hospitais Universitários de Cleveland. Ele alcançou muitas inovações em sua pesquisa, incluindo a primeira clonagem de células T citotóxicas humanas para o vírus influenza, a primeira transferência estável de genes para linfócitos T humanos, o primeiro uso de DNA antisense para silenciar a expressão de proteínas específicas em células T humanas e a primeira descrição de moléculas de superfície de células T ativas na mediação da regulação imunológica.
