Uma nova ferramenta para encontrar "células zumbis" escondidas

ROCHESTER, Minnesota — Quando se diz respeito ao tratamento de doenças, um caminho promissor é o de lidar com a presença de células senescentes. Essas células — também conhecidas como "células zumbis" — deixam de se dividir, mas não morrem como as demais células. Elas aparecem em diversas doenças, incluindo câncer e doença de Alzheimer, além de estarem presentes no processo de envelhecimento. Embora tratamentos potenciais visem remover ou reparar essas células, um dos obstáculos tem sido o de encontrar uma maneira de identificá-las entre as células saudáveis em tecidos vivos.  

Na revista Aging Cell, pesquisadores da Mayo Clinic relatam ter descoberto uma nova técnica para marcar as células senescentes. A equipe utilizou moléculas conhecidas como "aptâmeros" — pequenos segmentos de DNA sintético que se dobram em formas tridimensionais. Os aptâmeros têm a capacidade de se ligar a proteínas presentes na superfície das células. Em células de camundongos, a equipe encontrou vários aptâmeros raros, identificados entre mais de 100 trilhões de sequências aleatórias de DNA, que conseguem se ligar a proteínas específicas da superfície celular e sinalizar as 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," diz o bioquímico e biólogo molecular Jim Maher, III, Ph.D., investigador principal do estudo. "Embora este estudo seja apenas um primeiro passo, os resultados sugerem que a abordagem poderá, eventualmente, ser aplicada a células humanas." 

De uma ideia peculiar à colaboração   

O projeto começou com a ideia inusitada de um estudante de pós-graduação da Mayo Clinic após uma conversa casual com uma colega de classe. 

Keenan Pearson, Ph.D., — que recentemente obteve seu diploma pela Escola de Pós-Graduação em Ciências Biomédicas da Mayo Clinic — estava trabalhando sob a orientação do Dr. Maher, estudando como os aptâmeros podem tratar doenças neurodegenerativas ou câncer no cérebro. 

A poucos andares de distância, Sarah Jachim, Ph.D., — que também estava realizando sua pesquisa de pós-graduação — estava trabalhando no laboratório do pesquisador Nathan LeBrasseur, Ph.D., que estuda células senescentes e envelhecimento. 

Durante um evento científico, os dois começaram a conversar sobre seus projetos de tese. O Dr. Pearson pensou que a tecnologia dos aptâmeros poderia ser capaz de identificar células senescentes. "Achei que a ideia era boa, mas eu não conhecia o processo de preparação das células senescentes para os testes, e essa era a especialidade da Sarah," conta o Dr. Pearson, que se tornou o autor principal da publicação.   

Eles apresentaram a ideia aos seus orientadores e ao pesquisador Darren Baker, Ph.D., que investiga terapias voltadas ao tratamento de células senescentes. Inicialmente, o Dr. Maher reconhece que a ideia dos estudantes parecia "maluca", mas que valia a pena ser explorada. Os três orientadores ficaram entusiasmados com o plano. "Nós, sinceramente, adoramos o fato de ter sido uma ideia dos alunos e de ter ocorrido uma verdadeira sinergia entre as duas áreas de pesquisa," diz o Dr. Maher. 

Os estudantes obtiveram resultados promissores mais rápido do que o esperado e logo recrutaram outros estudantes dos laboratórios para participar. Os então estudantes de pós-graduação Brandon Wilbanks, Ph.D., Luis Prieto, Ph.D., e a estudante do programa M.D.-Ph.D. Caroline Doherty contribuíram com novas abordagens, incluindo técnicas especiais de microscopia e amostras de tecidos mais variadas. "Tornou-se motivador dedicar mais esforços ao projeto," diz a Dra. Jachim, "porque podíamos dizer que era um projeto que seria bem-sucedido." 

Identificando os atributos das células senescentes 

O estudo trouxe novas informações sobre as células senescentes, indo além de apenas uma forma de marcá-las. "Até o momento, não existem marcadores universais que caracterizem as células senescentes," explica o Dr. Maher. "Nosso estudo foi estruturado para ser aberto em relação às moléculas-alvo presentes na superfície das células senescentes. A beleza dessa abordagem está em permitir que os aptâmeros escolham, por conta própria, as moléculas às quais se ligar." 

O estudo identificou vários aptâmeros que se ligaram a uma variante de uma molécula específica encontrada na superfície de células de camundongos, uma proteína chamada fibronectina. O papel dessa forma variante da fibronectina na senescência não é, até o momento, compreendido. Essa descoberta indica que os aptâmeros podem ser uma ferramenta para definir melhor as características únicas das células senescentes. 

Estudos adicionais serão necessários para descobrir aptâmeros capazes de identificar células senescentes em humanos. Aptâmeros com a capacidade de se ligar à superfície das células senescentes poderiam, possivelmente, administrar terapias diretamente a essas células. O Dr. Pearson observa que a tecnologia dos aptâmeros é mais barata e versátil do que os anticorpos convencionais, proteínas normalmente utilizadas para diferenciar as células umas das outras. 

"Esse projeto demonstrou um conceito inovador," afirma o Dr. Maher. "Estudos futuros podem expandir essa abordagem para aplicações relacionadas às células senescentes em doenças humanas." 

Veja o estudo para uma lista completa de autores, divulgações e financiamento. 

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