A ideia ousada de um estudante de pós
Uma estratégia possível para tratar uma ampla gama de doenças envolve o direcionamento de células senescentes. Essas células — também conhecidas como “células zumbis” — param de se multiplicar, mas não se eliminam do corpo como as células saudáveis normalmente fariam. Elas aparecem em várias 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 é detectá-las dentro do tecido vivo sem perturbar as células saudáveis circundantes.
Pesquisadores da Mayo Clinic, que publicaram no periódico Aging Cell, descrevem um novo método para rotular células senescentes. A abordagem deles utiliza “aptâmeros” — pequenas sequências de DNA sintético que se dobram em estruturas tridimensionais. Essas estruturas podem se conectar a proteínas encontradas nas superfícies externas das células. Em experimentos com células de camundongos, a equipe identificou vários aptâmeros raros, selecionados entre mais de 100 trilhões de sequências de DNA aleatórias, que foram capazes de reconhecer proteínas específicas da superfície e marcar células senescentes.
“Esta abordagem estabeleceu o princípio de que os aptâmeros são uma tecnologia que pode ser utilizada para distinguir células senescentes das saudáveis,” afirma 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 poderia eventualmente ser aplicada a células humanas.”
Como uma Conversa Casual Gerou uma Colaboração
A ideia que deu origem a este projeto começou quando um estudante de graduação da Mayo Clinic compartilhou um pensamento inusitado durante uma conversa descontraída com um colega.
Keenan Pearson, Ph.D. — que recentemente obteve seu diploma na Escola de Pós-Graduação em Ciências Biomédicas da Mayo Clinic — havia trabalhado com o Dr. Maher sobre como aptâmeros poderiam ser utilizados para doenças neurodegenerativas ou câncer cerebral.
Enquanto isso, vários andares acima, a colega estudante Sarah Jachim, Ph.D., estava estudando células senescentes e envelhecimento no laboratório do pesquisador Nathan LeBrasseur, Ph.D.
Os caminhos deles se cruzaram em um evento científico, onde trocaram ideias sobre seus projetos de tese. O Dr. Pearson questionou se os aptâmeros poderiam ser adaptados para detectar células senescentes. “Achei a ideia interessante, mas não sabia como preparar as células senescentes para testá-las, e essa era a especialidade da Sarah,” diz o Dr. Pearson, que se tornou o autor principal da publicação.
Mentores Apóiam uma Ideia Ousada de Estudantes
Os estudantes apresentaram seu conceito a seus orientadores e ao pesquisador Darren Baker, Ph.D., cujo trabalho se concentra em terapias para células senescentes. O Dr. Maher recorda que a ideia inicialmente lhe pareceu “maluca”, mas digna de investigação. Todos os três mentores apoiaram a proposta. “Gostamos francamente de que foi a ideia dos estudantes e a verdadeira sinergia de duas áreas de pesquisa,” diz o Dr. Maher.
À medida que os primeiros experimentos produziram resultados promissores, o casal recrutou mais estudantes de seus laboratórios. Os então estudantes de pós-graduação Brandon Wilbanks, Ph.D., Luis Prieto, Ph.D., e a estudante de M.D.-Ph.D. Caroline Doherty adicionaram novas técnicas, incluindo microscopia avançada e tipos adicionais de tecidos. “Foi encorajador investir mais esforço,” diz a Dra. Jachim, “porque pudemos perceber que era um projeto que tinha grande chance de sucesso.”
Novas Descobertas sobre Células Senescentes
Além de fornecer um método de marcação, a pesquisa ofereceu insights sobre a biologia das células senescentes. “Até o momento, não existem marcadores universais que caracterizem células senescentes,” afirma o Dr. Maher. “Nosso estudo foi configurado para ser aberto em relação às moléculas alvo na superfície das células senescentes. A beleza dessa abordagem é que permitimos que os aptâmeros escolhessem as moléculas a serem ligadas.”
A equipe descobriu que vários aptâmeros se ligaram a uma variante de uma proteína chamada fibronectina na superfície das células de camundongos. 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 únicas das células senescentes.
Possíveis Aplicações para a Saúde Humana
Mais trabalho será necessário para encontrar aptâmeros que possam detectar células senescentes de forma confiável em tecidos humanos. Se os aptâmeros puderem ser adaptados para esse propósito, eles poderiam eventualmente ser usados para entregar tratamentos diretamente a essas células. O Dr. Pearson ressalta que os aptâmeros são menos custosos e mais flexíveis do que os anticorpos tradicionais, comumente usados para distinguir um tipo de célula de outro.
“Este projeto demonstrou um conceito inovador,” diz o Dr. Maher. “Estudos futuros podem estender a abordagem para aplicações relacionadas às células senescentes em doenças humanas.”
