Um dos maiores desafios na pesquisa sobre envelhecimento e doenças é rastrear as células senescentes. Essas células — frequentemente chamadas de “células zumbis” — param de se dividir, mas se recusam a morrer normalmente. Com o tempo, elas podem se acumular no corpo e estão associadas a condições como câncer, doença de Alzheimer e ao próprio processo de envelhecimento.
Cientistas têm explorado maneiras de remover ou reparar essas células prejudiciais, mas houve um grande obstáculo. Os pesquisadores tiveram dificuldade em identificar de forma confiável as células senescentes que se escondem entre células saudáveis em tecidos vivos.
Aptâmeros de DNA Ajudam Pesquisadores a Identificar Células Senescentes
Uma equipe da Mayo Clinic agora afirma ter encontrado uma nova estratégia promissora. Em um artigo publicado na revista Aging Cell, os pesquisadores descrevem uma técnica que utiliza moléculas chamadas “aptâmeros” para marcar células senescentes.
Aptâmeros são curtas cadeias de DNA sintético que se dobram naturalmente em formas tridimensionais complexas. Essas formas permitem que eles se liguem a proteínas específicas encontradas nas superfícies das células.
Trabalhando com células de camundongos, os cientistas examinaram mais de 100 trilhões de sequências de DNA aleatórias e identificaram vários aptâmeros raros capazes de se ligar a proteínas associadas a células senescentes. Uma vez ligados, os aptâmeros efetivamente sinalizam as células para identificação.
“Essa abordagem estabeleceu o princípio de que aptâmeros são uma tecnologia que pode ser usada para distinguir células senescentes das saudáveis,” diz o bioquímico e biólogo molecular Jim Maher, III, Ph.D., um dos principais investigadores do estudo. “Embora este estudo seja um primeiro passo, os resultados sugerem que a abordagem pode eventualmente ser aplicada a células humanas.”
Uma Conversa Casuais Desencadeou a Descoberta
O projeto começou com uma ideia inesperada compartilhada durante uma conversa casual entre alunos de graduação na Mayo Clinic.
Keenan Pearson, Ph.D. — que recentemente obteve seu grau na Escola de Pós-Graduação em Ciências Biomédicas da Mayo Clinic — estava estudando como aptâmeros poderiam ser usados contra câncer cerebral ou doenças neurodegenerativas enquanto trabalhava com o Dr. Maher.
Em outro lugar no campus, Sarah Jachim, Ph.D., — que também estava concluindo sua pesquisa de pós-graduação na época — estudava envelhecimento e células senescentes no laboratório de Nathan LeBrasseur, Ph.D.
Os dois alunos se cruzaram durante um evento científico e começaram a discutir seus projetos de tese. O Dr. Pearson começou a se perguntar se a tecnologia dos aptâmeros poderia ser adaptada para reconhecer células senescentes.
“Achei que a ideia era boa, mas não sabia sobre o processo de preparo de células senescentes para testá-las, e essa era a especialidade da Sarah,” diz o Dr. Pearson, que se tornou o autor principal da publicação.
Pesquisadores Perseguem uma Ideia “Maluca”
Os alunos apresentaram a ideia a seus mentores, assim como ao pesquisador Darren Baker, Ph.D., cuja pesquisa se concentra em terapias direcionadas a células senescentes.
O Dr. Maher diz que o conceito inicialmente parecia “maluco”, mas intrigante o suficiente para investigar mais. Os mentores acabaram por abraçar a colaboração.
“Nós realmente adoramos que a ideia fosse dos alunos e representasse uma sinergia real de duas áreas de pesquisa,” diz o Dr. Maher.
A pesquisa avançou rapidamente. Os primeiros experimentos produziram descobertas encorajadoras mais cedo do que o esperado, levando a equipe a incluir alunos adicionais de vários laboratórios.
Os então alunos de pós-graduação Brandon Wilbanks, Ph.D., Luis Prieto, Ph.D., e a estudante M.D.-Ph.D. Caroline Doherty contribuíram com técnicas especializadas, incluindo microscopia avançada e análise de uma variedade mais ampla de amostras de tecidos.
“Tornou-se encorajador dedicar mais esforço,” diz a Dr. Jachim, “porque podíamos perceber que era um projeto que iria ter sucesso.”
Novas Pistas Sobre a Biologia das Células Zumbis
O estudo pode oferecer mais do que apenas uma nova maneira de identificar células senescentes. Ele também revelou informações sobre as próprias células.
“Até agora, não existem marcadores universais que caracterizem células senescentes,” diz o Dr. Maher. “Nosso estudo foi configurado para ser aberto em relação às moléculas de superfície alvo nas células senescentes. A beleza dessa abordagem é que deixamos os aptâmeros escolherem as moléculas para se ligarem.”
Vários dos aptâmeros se ligaram a uma variação de fibronectina, uma proteína encontrada na superfície de células de camundongos. Os pesquisadores ainda não entendem exatamente como essa variante de fibronectina se relaciona com a senescência, mas a descoberta pode ajudar os cientistas a definir melhor o que torna as células senescentes únicas.
Potencial Futuro para Tratamentos de Envelhecimento e Doenças
Os pesquisadores alertam que estudos adicionais serão necessários antes que os aptâmeros possam identificar de forma confiável células senescentes em humanos.
Ainda assim, a tecnologia pode eventualmente se tornar muito mais do que uma ferramenta de detecção. Os cientistas acreditam que os aptâmeros poderiam um dia transportar terapias diretamente para células senescentes, permitindo abordagens de tratamento altamente direcionadas.
O Dr. Pearson diz que os aptâmeros também são menos caros e mais adaptáveis do que anticorpos tradicionais, que são comumente usados para distinguir diferentes tipos de células.
“Este projeto demonstrou um conceito novo,” diz o Dr. Maher. “Estudos futuros podem estender a abordagem para aplicações relacionadas a células senescentes em doenças humanas.”
