Cientistas descobrem como “recarregar” células humanas envelhecidas.

Pesquisadores acabam de detalhar uma forma de “recarregar” células humanas ao substituir as suas baterias internas - as mitocôndrias, pequenas centrais de energia microscópicas. A descoberta abre perspectivas relevantes para a saúde e para novas estratégias de tratamento em diversas áreas da medicina.

Por que as mitocôndrias falham com o tempo

Na maior parte das nossas células, os conjuntos de mitocôndrias diminuem naturalmente com a idade: ficam menos numerosos, trabalham mais devagar e se desgastam. Quando passam a operar abaixo do desempenho ideal, esse declínio pode colaborar para o aparecimento e a progressão de várias doenças, afetando órgãos e sistemas que vão do coração ao cérebro.

Nanoflores e células-tronco: aumentando o “estoque” de energia para compartilhar

Em um estudo recente, cientistas da Universidade Texas A&M utilizaram partículas especiais em formato de flor - chamadas nanoflores - para capturar moléculas de oxigênio nocivas. Esse processo ativou genes capazes de elevar de forma marcante a produção de mitocôndrias em células-tronco humanas.

O ponto decisivo é que essas células-tronco “energizadas” conseguiram, então, repassar mitocôndrias para células vizinhas envelhecidas ou danificadas. Na prática, o mecanismo se parece mais com uma troca de bateria do que com uma recarga: células que já tinham perdido parte da função voltam a trabalhar ao receber novas mitocôndrias.

“Treinamos células saudáveis para dividir as suas baterias sobressalentes com as mais fracas”, afirma o engenheiro biomédico Akhilesh Gaharwar.

“Quando aumentamos a quantidade de mitocôndrias dentro das células doadoras, conseguimos ajudar células envelhecidas ou lesionadas a recuperar vitalidade - sem qualquer modificação genética ou uso de fármacos”, acrescenta.

Vídeo (descrição): em imagens do experimento, células receptoras aparecem em verde recebendo novas mitocôndrias em vermelho, transferidas por células-tronco saudáveis (crédito: Dr. Akhilesh K. Gaharwar).

Do que são feitas as nanoflores e como elas funcionam

As nanoflores foram produzidas a partir de dissulfeto de molibdênio e projetadas com poros minúsculos. Essa estrutura faz com que atuem como uma espécie de esponja, capaz de absorver espécies reativas de oxigênio (moléculas associadas ao estresse oxidativo) nos tecidos-alvo.

Segundo os resultados, ao remover essas espécies reativas de oxigênio, as partículas favoreceram a expressão de genes que aumentaram a fabricação de mitocôndrias nas células-tronco usadas no experimento.

Transferência de mitocôndrias acima do normal e efeitos em células do coração

As células-tronco já possuem, por natureza, a capacidade de compartilhar mitocôndrias. No entanto, nos testes em laboratório, elas passaram a ter “centrais de energia” em quantidade bem maior do que a habitual - o que tornou a reposição de mitocôndrias em outras células mais eficaz.

Os pesquisadores relatam que a quantidade de mitocôndrias compartilhadas foi cerca de duas vezes maior do que o esperado em condições comuns. Além disso, células musculares lisas (presentes no coração) tiveram aumento de três a quatro vezes. Em células cardíacas expostas a quimioterapia com potencial de dano celular, a taxa de sobrevivência das células tratadas melhorou de forma significativa.

Onde isso pode ser aplicado no corpo

A equipe considera que a abordagem pode, em princípio, ser usada para rejuvenescer células em diferentes regiões do organismo. Uma possibilidade seria a aplicação próxima ao coração em problemas cardiovasculares; outra, a aplicação direta no músculo em casos de distrofia muscular.

“É muito promissor por poder servir a uma variedade enorme de situações, e isso é só o começo”, afirma o geneticista John Soukar.

“Dá para trabalhar nisso por muito tempo e encontrar novidades e novas formas de tratar doenças a cada dia”, completa.

Próximos passos, segurança e desafios práticos

Apesar do tom otimista, os próprios autores reconhecem que o trabalho ainda está em fase inicial. Embora o estudo sustente a viabilidade de usar nanopartículas para ampliar a transferência de mitocôndrias, o passo seguinte é demonstrar que o método funciona também em animais e, depois, em pessoas.

Esses testes futuros devem esclarecer em quais locais as células-tronco com maior capacidade de doação de mitocôndrias poderiam ser implantadas e qual dose seria segura e apropriada. Também será necessário investigar os efeitos de longo prazo do processo, incluindo duração do benefício, necessidade de reaplicações e possíveis reações indesejadas.

Do ponto de vista de implementação clínica, outro aspecto relevante será definir formas eficientes de direcionar as nanoflores ao tecido correto e de acompanhar, com exames e biomarcadores, se a transferência de mitocôndrias está ocorrendo como planejado. Em paralelo, questões regulatórias e de padronização de fabricação (qualidade, pureza, reprodutibilidade) tendem a ter papel central para qualquer uso em larga escala.

“Este é um passo inicial, mas empolgante, rumo à recarga de tecidos envelhecidos usando a própria maquinaria biológica”, diz Gaharwar.

“Se conseguirmos aumentar com segurança esse sistema natural de compartilhamento de energia, um dia isso poderá ajudar a desacelerar - ou até reverter - alguns efeitos do envelhecimento celular”, conclui.

A pesquisa foi publicada na PNAS.