Células-tronco cerebrais: células do sangue antigas se tornam mais jovens com o tempo

Cientistas da Universidade de Bonn, na Alemanha, conseguiram transformar células do sangue em células-tronco cerebrais que ficaram mais jovens à medida que o tempo de cultivo em laboratório avançava. O trabalho foi descrito na revista Aging Cell e envolve o Hospital Universitário de Bonn e a própria universidade.

Normalmente, o envelhecimento celular começa quando uma célula-tronco se especializa em um tipo específico. Depois disso, ela não volta atrás: uma célula de gordura jamais se torna uma célula muscular. Em laboratório, porém, pesquisadores já conseguem contornar esse limite, em um processo que lembra a antiga busca da alquimia por transformar uma substância em outra.

Existem duas rotas principais para essa mudança. A primeira é mais longa: a célula volta a um estado de célula-tronco pluripotente, uma espécie de «folha em branco» embrionária, e só depois se diferencia no tipo desejado. A segunda, chamada de conversão direta, pula essa etapa intermediária e transforma uma célula diretamente em outra.

Foi essa segunda via que a equipe utilizou. Segundo Oliver Brüstle, diretor do Instituto de Neurobiologia Reconstrutiva do Hospital Universitário de Bonn, « usando esse método, convertemos diretamente precursores de glóbulos vermelhos em células-tronco neurais ».

Os cientistas trabalharam com células de 15 doadores, com idades que iam de recém-nascidos a 101 anos. Eles isolaram células progenitoras eritroides, precursoras dos glóbulos vermelhos, e as transformaram em células-tronco neurais induzidas, que dão origem às células do cérebro.

Para provocar a mudança, usaram um vírus como ferramenta para introduzir dois fatores de transcrição, proteínas que se ligam ao DNA e regulam a atividade dos genes. O mesmo tipo de agente costuma destruir células, mas, nesse caso, foi empregado para alterar a identidade delas.

Para acompanhar o efeito, a equipe mediu as mudanças químicas no DNA, chamadas de metilação, e sequenciou o RNA das células. Já no 12º dia após a infecção viral, as células começaram a mostrar sua nova identidade, deixando de produzir proteínas típicas do sangue e passando a expressar proteínas semelhantes às dos neurônios.

No início, a idade epigenética das células, medida pelas alterações no DNA que se acumulam ao longo da vida, acompanhava de perto a idade dos doadores. A surpresa veio depois: as células convertidas diretamente também rejuvenesceram, embora o processo tenha levado mais que o dobro do tempo.

O aspecto mais marcante foi a continuidade do efeito. Nos 50 a 100 dias seguintes, as células seguiram ficando mais jovens, chegando a cerca de 5% da idade do doador. A maior parte das marcas epigenéticas da idade já havia sido redefinida por volta do 50º dia. Segundo a equipe, as células ficaram 60 anos mais jovens em 50 dias, um resultado que se refere à idade epigenética de células cultivadas, e não de pessoas.

Para confirmar que essas células realmente se comportavam como jovens, os pesquisadores analisaram a expressão de proteínas e a capacidade de reciclagem celular. Elas também apresentaram menos danos ao DNA e menor toxicidade mitocondrial, o que as aproxima das células obtidas pelo método mais longo. O rejuvenescimento continuou mesmo em condições que inibiam a divisão celular, o que sugere que ele não depende da capacidade de se multiplicar.

O próprio estudo aponta limitações, como possíveis vieses matemáticos nos modelos de idade celular, a ausência de células-tronco neurais naturalmente envelhecidas para comparação e diferenças entre o comportamento das células em laboratório e no organismo. Ainda assim, pesquisas anteriores do mesmo grupo mostraram que células modificadas formaram conexões com células nervosas após serem transplantadas para o cérebro de camundongos.

Para a equipe, o fato de o processo se estender por semanas torna o modelo útil para estudar quais fatores aceleram ou retardam o rejuvenescimento celular. Como o próprio Brüstle destaca, a ideia é usar essa plataforma para investigar substâncias que possam, no futuro, ajudar em doenças neurodegenerativas, sem que isso signifique, por enquanto, qualquer tratamento disponível.