O estudo de células-tronco é um promissor campo das ciências da longevidade. Pesquisas mostram, cada vez mais, que o bom funcionamento das células-tronco aumenta a longevidade – por isso, mantê-las em “bom estado” é um passo essencial.
Em um estudo publicado em março de 2023 no periódico Cell Stem Cell, pesquisadores da Escola de Medicina de San Diego, da Universidade da Califórnia, descobriram que as células-tronco do sangue usam um método específico para se livrar de suas proteínas mal dobradas. No entanto, essa atividade de “autolimpeza” se degrada com a idade.
Segundo os autores, aumentar esse sistema especializado de descarte de lixo pode ajudar a proteger contra doenças relacionadas à idade.
O estudo se concentrou nas células-tronco hematopoiéticas (HSCs), as células da medula óssea que produzem sangue novo e células imunológicas ao longo de nossas vidas. Quando sua função é enfraquecida ou perdida, isso pode levar a distúrbios sanguíneos e imunológicos, como anemia, coagulação do sangue e câncer.
Uma chave para manter as células-tronco felizes é manter a homeostase das proteínas. Trabalhos anteriores mostraram que as células-tronco, incluindo HSCs, sintetizam proteínas muito mais lentamente do que outros tipos de células, priorizando a qualidade sobre a quantidade. Isso os ajuda a cometer menos erros no processo, pois as proteínas desorganizadas podem se tornar tóxicas para as células se forem acumuladas.
Ainda assim, alguns erros ou danos às proteínas são inevitáveis, então os pesquisadores se propuseram a entender como as células-tronco garantem que essas proteínas sejam descartadas adequadamente.
Destruição de proteínas defeituosas
Na maioria das células, proteínas danificadas ou mal dobradas são marcadas individualmente para descarte. Um destruidor de proteínas móvel chamado proteassoma encontra as proteínas marcadas e as decompõe em seus componentes originais de aminoácidos. Mas no novo estudo, os pesquisadores descobriram que a atividade do proteassoma era especialmente baixa nas HSCs.
Por meio de uma série de experimentos subsequentes, a equipe descobriu que os HSCs usam um sistema totalmente diferente. Aqui, as proteínas danificadas e mal dobradas são coletadas e trafegadas em grupos chamados agressomes. Uma vez encurralados em um único local, eles podem ser destruídos coletivamente pelo lisossomo (uma organela celular que contém enzimas digestivas) em um processo chamado agrefagia.
“O que é muito incomum aqui é que se pensava que esse caminho só era desencadeado como uma resposta extrema ao estresse, mas na verdade é o caminho fisiológico normal usado pelas células-tronco”, afirmou Robert Signer, professor da Escola de Medicina de San Diego e um dos autores do estudo. “Isso enfatiza o quão crítico é para as células-tronco prevenir o estresse, para que possam preservar sua saúde e longevidade”.
Uma das principais vantagens do método do proteassoma é que ele quebra as proteínas imediatamente, produzindo aminoácidos que a célula pode reutilizar para construir novas proteínas.
Mas as células-tronco estão menos interessadas em construir novas proteínas. Assim, os autores sugerem que, ao armazenar uma coleção de proteínas danificadas em um único local, as células-tronco podem estar criando seu próprio cache de recursos que podem ser usados posteriormente, quando forem realmente necessários, como após uma lesão ou na regeneração de tecidos e órgãos.
Quando os pesquisadores desativaram geneticamente a via de agrefagia, as células-tronco começaram a acumular proteínas agregadas, o que prejudicou sua forma física, longevidade e atividade regenerativa.
A equipe então descobriu que, embora quase todas as células-tronco jovens tivessem agressomes, em certo ponto do envelhecimento, elas quase desapareceram completamente. Os autores sugerem que a incapacidade das células-tronco de destruir eficientemente as proteínas mal dobradas durante o envelhecimento é provavelmente um fator chave para o declínio de sua função e os resultantes distúrbios relacionados à idade.
“Nossa esperança é que, se pudermos melhorar a capacidade das células-tronco de manter o caminho da agrefagia, preservaremos uma melhor aptidão das células-tronco durante o envelhecimento e atenuaremos os distúrbios sanguíneos e imunológicos”, concluiu Signer.
Os autores suspeitam que outros tipos de células-tronco e células de vida longa, como os neurônios, tenham um requisito semelhante para a regulação estrita da homeostase das proteínas, sugerindo que a terapêutica para impulsionar esse caminho pode ser benéfica em vários órgãos e patologias.
Referência:
Chua, B. A., et al. (2023). Hematopoietic stem cells preferentially traffic misfolded proteins to aggresomes and depend on aggrephagy to maintain protein homeostasis. Cell Stem Cell, 0(0). doi.org/10.1016/j.stem.2023.02.010
