Uma estratégia potencial de tratamento para uma ampla gama de doenças é atingir as células senescentes. Essas células – também conhecidas como “células zumbis” – param de se reproduzir, mas não conseguem se remover do corpo como as células normais e saudáveis. Eles aparecem em muitas doenças, incluindo câncer, doença de Alzheimer e durante todo o processo de envelhecimento. Embora os cientistas estejam a trabalhar em formas de eliminar ou restaurar estas células, o principal desafio é detectá-las em tecidos vivos sem perturbar as células saudáveis próximas.
Pesquisadores da Clínica Mayo escrevem na revista Envelhecimento celulardescrever um novo método para rotular células senescentes. A sua abordagem utiliza “aptâmeros” – pequenos pedaços de ADN sintético que se dobram em estruturas tridimensionais. Essas estruturas podem se ligar a proteínas encontradas nas superfícies externas das células. Em experiências com células de ratinho, a equipa identificou vários aptâmeros raros, seleccionados entre mais de 100 biliões de sequências aleatórias de ADN, que foram capazes de reconhecer proteínas de superfície específicas e marcar células senescentes.
“Esta abordagem estabeleceu o princípio de que os aptâmeros são uma tecnologia que pode ser usada para distinguir células senescentes de células saudáveis”, diz o bioquímico e biólogo molecular Jim Maher, Ph.D., investigador principal do estudo. “Embora este estudo seja um primeiro passo, os resultados sugerem que esta abordagem pode eventualmente ser aplicável às células humanas”.
Como uma conversa casual gerou colaboração
A ideia que levou a este projeto surgiu quando um estudante de pós-graduação da Clínica Mayo compartilhou um pensamento excêntrico durante uma discussão casual com um colega de classe.
Keenan Pearson, Ph.D. – que recentemente se formou na Escola de Pós-Graduação em Ciências Biomédicas da Mayo Clinic – tem trabalhado com o Dr. Maher sobre como os aptâmeros podem ser usados para doenças neurodegenerativas ou câncer no cérebro.
Enquanto isso, alguns andares acima, a colega Sarah Yachim, Ph.D., estudava células senescentes e envelhecimento no laboratório do pesquisador Nathan LeBrasseur, Ph.D.
Os seus caminhos cruzaram-se num encontro científico, onde trocaram ideias sobre os seus projetos de tese. Dr. Pearson questionou se os aptâmeros poderiam ser adaptados para detectar células senescentes. “Achei a ideia boa, mas não conhecia o processo de preparação de células senescentes para testá-las, e essa foi a experiência de Sarah”, diz o Dr. Pearson, que se tornou o principal autor da publicação.
Os professores apoiam uma ideia ousada dos alunos
Os alunos trouxeram seu conceito ao orientador e pesquisador Darren Baker, Ph.D., cujo trabalho se concentra na terapia celular senescente. Dr. Maher lembra que a ideia inicialmente parecia “louca”, mas que valia a pena explorar. Todos os três mentores apoiaram a proposta. “Gostamos muito do fato de ter sido uma ideia de estudante e de uma sinergia real entre duas áreas de pesquisa”, diz o Dr.
À medida que os primeiros experimentos produziram resultados promissores, a dupla recrutou mais estudantes em seus laboratórios. Alunos de pós-graduação da época, Brandon Wilbanks, Ph.D., Luis Prieto, Ph.D., e Ph.D. a estudante Caroline Doherty adicionou novas técnicas, incluindo microscopia avançada e tipos de tecidos adicionais. “Foi encorajador colocar mais esforço”, diz o Dr. Yachim, “porque podíamos dizer que este era um projeto que teria sucesso”.
Descobrindo novas pistas sobre o envelhecimento das células
Além do método de rotulagem, o estudo ofereceu informações sobre a biologia das células senescentes. “Até o momento, não existem marcadores universais que caracterizem as células senescentes”, diz o Dr. Maher. “Nosso estudo foi criado para ser aberto sobre moléculas-alvo de superfície em células senescentes. A beleza dessa abordagem é que permitimos que os aptâmeros escolham a quais moléculas se ligarão.”
A equipe descobriu que vários aptâmeros se ligavam a uma variante de uma proteína chamada fibronectina na superfície das células de camundongos. Os cientistas ainda não sabem como esta variante da fibronectina está relacionada com o envelhecimento. No entanto, a sua descoberta sugere que os aptâmeros podem ajudar a identificar características únicas das células senescentes.
Aplicações potenciais para a saúde humana
Será necessário trabalho adicional para encontrar aptâmeros que possam detectar de forma confiável células senescentes em tecidos humanos. Se os aptâmeros puderem ser adaptados para esse fim, eles poderão ser usados para tratar diretamente nessas células. Dr. Pearson observa que os aptâmeros são menos caros e mais flexíveis do que os anticorpos tradicionais, que são normalmente usados para distinguir um tipo de célula de outro.
“Este projeto demonstrou um novo conceito”, diz o Dr. Maher. “Pesquisas futuras podem expandir a abordagem para aplicações relacionadas a células senescentes em doenças humanas”.
