Uma estratégia potencial para o tratamento de uma variedade de doenças envolve o foco nas células senescentes. Essas células – também conhecidas como “células zumbis” – param de se multiplicar, mas não conseguem se eliminar do corpo como as células saudáveis normalmente fazem. Elas aparecem em diversas condições, incluindo câncer, doença de Alzheimer e ao longo do processo de envelhecimento. Embora os cientistas estejam desenvolvendo métodos para eliminar ou reparar essas células, um grande desafio tem sido detectá-las em tecidos vivos sem perturbar as células saudáveis ao redor.
A equipe de pesquisadores da Mayo Clinic, em um artigo publicado na revista Aging Cell, descreve um novo método para rotular células senescentes. A abordagem utiliza “aptâmeros” – pequenos fragmentos de DNA sintético que se dobram em estruturas tridimensionais. Essas estruturas podem se ligar a proteínas encontradas nas superfícies externas das células. Em experimentos com células de camundongos, a equipe identificou vários aptâmeros raros, selecionados de mais de 100 trilhões de sequências de DNA aleatórias, que foram capazes de reconhecer proteínas específicas na superfície e marcar células senescentes.
“Essa abordagem estabeleceu o princípio de que os aptâmeros são uma tecnologia que pode ser utilizada para distinguir células senescentes de células saudáveis,” afirma o bioquímico e biólogo molecular Jim Maher, III, Ph.D., principal investigador do estudo. “Embora este estudo seja um primeiro passo, os resultados sugerem que a abordagem pode, eventualmente, ser aplicada a células humanas.”
Como uma Conversa Casual Iniciou uma Colaboração
A ideia que levou a este projeto começou quando um estudante da Mayo Clinic compartilhou um pensamento inusitado durante uma discussão casual com um colega.
Keenan Pearson, Ph.D. – que recentemente obteve seu diploma na Escola de Ciências Biomédicas da Mayo Clinic – vinha trabalhando com o Dr. Maher sobre como os aptâmeros poderiam ser usados para enfermedades neurodegenerativas ou câncer cerebral.
Enquanto isso, alguns andares acima, a colega estudante Sarah Jachim, Ph.D., estudava células senescentes e envelhecimento no laboratório do pesquisador Nathan LeBrasseur, Ph.D.
Os caminhos deles se cruzaram em um encontro científico, onde trocaram ideias sobre seus projetos de tese. O Dr. Pearson se perguntou se os aptâmeros poderiam ser adaptados para detectar células senescentes. “Achei a ideia boa, mas não sabia sobre o processo de preparação das células senescentes para testá-las, e essa era a especialidade da Sarah,” diz o Dr. Pearson, que se tornou autor principal da publicação.
Mentores Apoiam uma Ideia Ousada de Estudantes
Os estudantes levaram a proposta a seus orientadores e ao pesquisador Darren Baker, Ph.D., cujo trabalho se concentra em terapias de células senescentes. O Dr. Maher lembra que a ideia inicialmente lhe pareceu “maluca”, mas digna de exploração. Todos os três mentores apoiaram a proposta. “Nós realmente adoramos que foi uma ideia dos alunos e uma verdadeira sinergia de duas áreas de pesquisa,” diz o Dr. Maher.
À medida que os primeiros experimentos produziam resultados promissores, o casal recrutou mais estudantes de seus laboratórios. Os então alunos de pós-graduação Brandon Wilbanks, Ph.D., Luis Prieto, Ph.D. e a estudante de M.D.-Ph.D. Caroline Doherty introduziram novas técnicas, incluindo microscopia avançada e tipos adicionais de tecidos. “Ficou encorajador empregar mais esforço,” diz a Dra. Jachim, “porque pudemos perceber que era um projeto com potencial de sucesso.”
Novas Revelações sobre Células Senescentes
Além de fornecer um método de marcação, a pesquisa ofereceu insights sobre a biologia das células senescentes. “Até hoje, não existem marcadores universais que caracterizem as células senescentes,” afirma o Dr. Maher. “Nosso estudo foi estruturado 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 às quais se ligam.”
A equipe descobriu que vários aptâmeros se ligaram a uma variante de uma proteína chamada fibronectina na superfície das células de camundongo. Os cientistas ainda não sabem como essa variante de fibronectina se relaciona com a senescência. No entanto, sua descoberta sugere que os aptâmeros podem ajudar a identificar características exclusivas das células senescentes.
Aplicações Potenciais para a Saúde Humana
Mais trabalhos serão necessários para encontrar aptâmeros que possam detectar células senescentes de forma confiável em tecidos humanos. Se os aptâmeros puderem ser adaptados para esse fim, eles poderão eventualmente ser usados para entregar tratamentos diretamente a essas células. O Dr. Pearson observa que os aptâmeros são menos custosos e mais flexíveis do que os anticorpos tradicionais, que são frequentemente usados para distinguir um tipo celular de outro.
“Este projeto demonstrou um conceito inovador,” diz o Dr. Maher. “Estudos futuros podem ampliar a aplicação relacionada às células senescentes em doenças humanas.”
