A pele abriga dois tipos principais de células-tronco adultas: células-tronco epidérmicas e células-tronco de folículo piloso. Normalmente, cada tipo desempenha um papel definido — uma mantém a pele, enquanto a outra apoia o crescimento capilar. No entanto, pesquisas da Universidade Rockefeller revelaram que as células-tronco de folículo piloso (HFSCs) são surpreendentemente versáteis. Quando a pele é ferida, essas células conseguem mudar sua função de crescimento do cabelo para auxiliar na reparação do ferimento.
O que as orienta no momento de fazer essa troca?
Um Sinal de Estresse que Altera o Comportamento Celular
A mesma equipe de pesquisa da Rockefeller agora identificou o sinal chave por trás dessa transformação. As células-tronco de folículo piloso reagem ao que se chama de resposta de estresse integrada (ISR) — um sistema de alerta celular que as ajuda a conservar energia e focar em tarefas de sobrevivência.
Na pele, essa resposta ao estresse está associada ao aminoácido serina, um nutriente não essencial encontrado em alimentos comuns como carne, grãos e leite. Em um estudo publicado na Cell Metabolism, os cientistas mostraram que quando os níveis de serina caem, a ISR se ativa e a produção de cabelos diminui. Se a pele também estiver ferida, a ISR se intensifica ainda mais, interrompendo totalmente o crescimento capilar para que as células possam se concentrar na reparação do tecido danificado. Essa mudança nas prioridades ajuda a pele a cicatrizar mais rapidamente.
“A privação de serina aciona um ‘dial’ celular extremamente sensível que ajusta o destino da célula — em direção à pele e longe do cabelo”, explica o primeiro autor Jesse Novak, um estudante de MD-PhD do Programa de MD-PhD Tri-Institucional da Weill Cornell e ex-aluno de doutorado no laboratório de Elaine Fuchs em Rockefeller. “Nossos achados sugerem que poderíamos acelerar a cicatrização de feridas cutâneas manipulando os níveis de serina através da dieta ou de medicamentos.”
Tecido adulto depende de células-tronco para manter o equilíbrio — substituindo células que morrem e reparando tecido quando está danificado. No entanto, os cientistas ainda sabem pouco sobre como essas células gerenciam sua energia e nutrientes durante tarefas diferentes. Novak e sua equipe queriam entender os fatores metabólicos que mantêm as células-tronco funcionando normalmente e o que muda quando elas precisam alterar seu foco para curar uma ferida.
“A maioria das feridas cutâneas que sofremos são causadas por abrasões, que destroem a parte superior da pele”, diz Novak. “Essa área abriga um conjunto de células-tronco que normalmente assume o comando na reparação de feridas. Mas quando essas células são destruídas, obriga as células-tronco de folículo piloso a assumir a liderança na reparação”, acrescenta Novak. “Sabendo disso, pensamos que acompanhar essas células cutâneas durante a cicatrização de feridas apresentaria um modelo muito bom para testar se e como os metabolitos estão regulando todo esse processo.”
O Papel da Serina Além do Cabelo e da Pele
Pesquisas anteriores do laboratório de Fuchs mostraram que células-tronco cutâneas precoces podem se tornar dependentes de serina circulante e que limitar a serina na dieta ajuda a impedir que essas células se tornem cancerosas. Esses achados destacaram a poderosa influência da serina no comportamento celular e até inspiraram estudos testando dietas isentas de serina como tratamentos para câncer.
Entretanto, ainda não estava claro como a redução de serina poderia afetar o tecido saudável. Para explorar isso, Novak focou no papel da serina na atividade normal das células-tronco e como sua ausência poderia remodelar a regeneração.
Os pesquisadores testaram como as células-tronco de folículo piloso reagem ao estresse metabólico. Eles privaram os camundongos de serina dietética ou usaram métodos genéticos para bloquear as células de produzirem sua própria serina. Em ambos os casos, os resultados mostraram que a serina se comunica diretamente com a ISR — um sistema que monitora quando as condições do tecido saem do equilíbrio.
Quando os níveis de serina estavam baixos, o crescimento do cabelo desacelerou porque ele requer uma quantidade significativa de energia. Quando ocorreram feridas, a ISR se ativou ainda mais intensamente, priorizando a cicatrização sobre a regeneração capilar. Em outras palavras, quando o estresse aumenta, os mecanismos de reparo da pele assumem a prioridade.
“Ninguém gosta de perder cabelo, mas quando se trata de sobrevivência em tempos estressantes, reparar a epiderme tem mais importância”, diz Fuchs. “Um espaço vazio de cabelo não representa ameaça a um animal, mas uma ferida não cicatrizada sim.”
Será que um Aumento na Serina Estimula o Crescimento do Cabelo?
Uma vez que a equipe confirmou que níveis baixos de serina afetam o comportamento das células-tronco, eles se perguntaram sobre o oposto — poderia aumentar os níveis de serina beneficiar o crescimento capilar? A resposta parece ser não. O corpo mantém um controle rigoroso sobre os níveis de serina, e mesmo quando os camundongos receberam seis vezes mais serina dietética do que o habitual, os níveis aumentaram apenas cerca de 50%.
“No entanto, observamos que se impedíssemos uma célula-tronco de produzir sua própria serina e reabastecêssemos suas perdas através de uma dieta rica em serina, conseguimos resgatar parcialmente a regeneração capilar”, acrescenta Novak.
Os pesquisadores planejam investigar se a cicatrização de feridas pode ser melhorada diminuindo a ingestão de serina ou usando medicamentos que influenciam os níveis de serina ou a via da ISR. Eles também pretendem testar outros aminoácidos para ver se algum tem efeitos semelhantes.
“No geral, a capacidade das células-tronco de tomar decisões sobre o destino celular com base nos níveis de estresse que experimentam provavelmente terá amplas implicações sobre como os tecidos otimizam suas capacidades regenerativas em tempos em que os recursos são escassos”, diz Fuchs.
