Um dos maiores desafios na pesquisa sobre envelhecimento e doenças é rastrear células senescentes. Essas células, muitas vezes chamadas de “células zumbis”, param de se dividir, mas se recusam a morrer normalmente. Eles podem acumular-se no corpo ao longo do tempo e têm sido associados a doenças como o cancro, a doença de Alzheimer e o próprio processo de envelhecimento.
Os cientistas têm procurado maneiras de remover ou reparar essas células prejudiciais, mas surgiu um grande obstáculo. Os pesquisadores tentaram identificar com segurança as células senescentes escondidas entre as células saudáveis dos tecidos vivos.
Aptâmeros de DNA ajudam pesquisadores a identificar células senescentes
Agora, a equipe da Clínica Mayo afirma ter encontrado uma nova estratégia promissora. Escrevendo na revista Aging Cell, os pesquisadores descrevem um método que usa moléculas chamadas “aptâmeros” para marcar células envelhecidas.
Aptâmeros são filamentos curtos de DNA sintético que se dobram naturalmente em formas tridimensionais complexas. Essas formas permitem que eles se liguem a proteínas específicas encontradas na superfície das células.
Trabalhando com células de camundongos, os cientistas descobriram mais de 100 trilhões de sequências aleatórias de DNA e identificaram vários aptâmeros raros capazes de se ligar a proteínas associadas ao envelhecimento das células. Uma vez ligados, os aptâmeros marcaram eficazmente as células para identificação.
“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”.
Uma conversa casual levou à descoberta
O projeto começou com uma ideia inesperada compartilhada durante uma conversa casual entre estudantes de pós-graduação da Clínica Mayo.
Keenan Pearson, PhD – que recentemente se formou na Escola de Pós-Graduação em Ciências Biomédicas da Clínica Mayo – trabalhou com o Dr. Maher para estudar como os aptâmeros poderiam ser usados contra câncer cerebral ou doenças neurodegenerativas.
Em outro lugar no campus, Sarah Yachim, Ph.D., que também estava concluindo seus estudos de pós-graduação na época, estudou envelhecimento e senescência celular no laboratório de Nathan LeBrasseur, Ph.D.
Os alunos se reuniram durante um evento científico e começaram a discutir suas teses. Dr. Pearson começou a se perguntar se a tecnologia de aptâmeros poderia ser adaptada para reconhecer 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.
Pesquisadores aderem à ideia “maluca”
Os alunos apresentaram a ideia aos seus mentores e também ao pesquisador Darren Baker, Ph.D., cujo trabalho se concentra em terapias direcionadas às células senescentes.
Dr. Maher diz que o conceito parecia “louco” no início, mas era intrigante o suficiente para ser investigado mais profundamente. Os professores eventualmente abraçaram a colaboração.
“Gostamos muito do fato de ter sido uma ideia de estudante e de uma sinergia real entre duas áreas de pesquisa”, diz o Dr.
A pesquisa progrediu rapidamente. Os primeiros experimentos produziram resultados promissores antes do esperado, levando a equipe a recrutar estudantes adicionais de vários laboratórios.
Alunos de pós-graduação da época, Brandon Wilbanks, Ph.D., Luis Prieto, Ph.D., e Ph.D. a estudante Caroline Doherty contribuiu com técnicas especiais, incluindo microscopia avançada e análise de uma ampla gama de amostras de tecido.
“Foi encorajador colocar mais esforço”, diz o Dr. Yachim, “porque podíamos dizer que este era um projeto que teria sucesso”.
Novas pistas sobre a biologia das células zumbis
A pesquisa pode oferecer mais do que apenas uma nova maneira de identificar células senescentes. Ele também descobriu informações sobre as próprias células.
“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.”
Vários aptâmeros se ligam a um tipo de fibronectina, uma proteína encontrada na superfície das células de camundongos. Os investigadores ainda não compreendem exatamente como esta variante da fibronectina está ligada ao envelhecimento, mas a descoberta pode ajudar os cientistas a determinar melhor o que torna as células envelhecidas únicas.
Potencial futuro para antienvelhecimento e tratamento de doenças
Os pesquisadores alertam que serão necessárias mais pesquisas antes que os aptâmeros possam identificar com segurança as células senescentes em humanos.
No entanto, a tecnologia poderá eventualmente tornar-se muito mais do que uma ferramenta de detecção. Os cientistas acreditam que um dia os aptâmeros serão capazes de administrar a terapia diretamente nas células senescentes, permitindo abordagens de tratamento direcionadas.
Dr. Pearson diz que os aptâmeros também são mais baratos e mais personalizáveis do que os anticorpos tradicionais, que são comumente usados para distinguir entre diferentes tipos de células.
“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”.
