Pesquisadores da Mayo Clinic descobriram um “interruptor” molecular dentro das células pulmonares que determina quando essas células se concentram na reparação de tecidos e quando mudam seu foco para combater infecções. Essa descoberta significativa pode abrir caminho para tratamentos regenerativos para condições pulmonares crônicas.
“Ficamos surpresos ao descobrir que essas células especializadas não conseguem desempenhar ambas as funções ao mesmo tempo”, afirma Douglas Brownfield, Ph.D., autor sênior do estudo, publicado na Nature Communications. “Algumas se dedicam à reconstrução, enquanto outras se concentram na defesa. Essa divisão de tarefas é fundamental. E, ao descobrir o interruptor que a controla, podemos começar a pensar em como restaurar o equilíbrio quando ele falha na doença.”
Compreendendo como as Células Pulmonares Repararam e Protegeram
O estudo foca nas células alveolares do tipo 2 (AT2), que são únicas porque tanto protegem os pulmões quanto atuam como células-tronco reserva. As células AT2 produzem proteínas que mantêm os pequenos sacos de ar abertos para a respiração, além de regenerar as células alveolares do tipo 1 (AT1) — as células finas e achatadas que revestem a superfície do pulmão e permitem a troca de oxigênio.
Os cientistas já sabem há muito tempo que as células AT2 frequentemente enfrentam dificuldades para regenerar adequadamente em doenças como a fibrose pulmonar, a doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) e infecções virais severas como a COVID-19. O que ainda não estava claro era como e por que essas células perdem sua capacidade regenerativa.
Mapeando o Ciclo de Vida das Células Pulmonares
Utilizando sequenciamento de célula única, imagens avançadas e modelos pré-clínicos de lesão pulmonar, a equipe da Mayo Clinic acompanhou a “história de vida” das células AT2. Eles descobriram que as novas células AT2 permanecem flexíveis por cerca de uma a duas semanas após seu nascimento antes de adotar permanentemente sua identidade especializada.
Essa transição crítica é governada por um circuito molecular que envolve três reguladores chave — PRC2, C/EBPα e DLK1. Um desses reguladores, C/EBPα, atua como um grampo que impede que as células se comportem como células-tronco. Para se regenerarem após uma lesão, as células AT2 adultas precisam liberar esse grampo.
Por que Infecções Atrasam a Recuperação Pulmonar
O mesmo interruptor molecular também determina se as células AT2 reparam o tecido danificado ou lutam contra infecções. Esse papel duplo ajuda a explicar por que as infecções podem desacelerar ou bloquear a recuperação em doenças pulmonares crônicas.
“Quando pensamos sobre a reparação pulmonar, não se trata apenas de ativar processos — mas sim de remover os grampos que normalmente restringem essas células de atuarem como células-tronco”, diz Dr. Brownfield. “Descobrimos um desses grampos e como ele regula a capacidade dessas células de se reparar.”
Prevenindo a Falência de Órgãos
As descobertas abrem novas possibilidades para a medicina regenerativa. Medicamentos que ajustem a atividade de C/EBPα, por exemplo, poderiam ajudar as células AT2 a reconstruir o tecido pulmonar de maneira mais eficaz ou a reduzir cicatrizes em condições como fibrose pulmonar.
“Essa pesquisa nos traz mais perto de potencializar os mecanismos naturais de reparo do pulmão, oferecendo esperança para prevenir ou reverter condições que, atualmente, só conseguimos desacelerar”, afirma Dr. Brownfield.
O estudo também pode ajudar médicos a identificar sinais precoces de doenças, detectando quando as células AT2 estão presas em um estado e incapazes de se regenerar. Essas descobertas podem resultar em novos biomarcadores que detectam doenças pulmonares em seus estágios iniciais, quando mais tratáveis.
Conectando Descobertas às Iniciativas Regenerativas da Mayo Clinic
Esse trabalho está alinhado com a iniciativa Precure da Mayo Clinic, que se concentra em identificar doenças precocemente — quando os tratamentos podem ter o maior impacto — e prevenir a progressão antes que a falência do órgão ocorra.
Além disso, avança a iniciativa Genesis, que visa prevenir a falência de órgãos e restaurar a função por meio da medicina regenerativa. Com base nessas descobertas, a equipe de pesquisa está agora testando maneiras de liberar o grampo repressivo em células AT2 humanas, cultivá-las em laboratório e explorar seu potencial para futuras terapias baseadas em células.
