Uma pesquisa recente realizada por cientistas do Baylor College of Medicine, em colaboração com o Chan Zuckerberg Biohub San Francisco, Genentech, Inc. e outras instituições parceiras, mostrou que as células têm ritmos de envelhecimento diferentes. Publicado na renomada revista Science, o primeiro Aging Fly Cell Atlas (AFCA) apresenta uma caracterização minuciosa do envelhecimento em 163 tipos de células diferentes da mosca da fruta, utilizada como modelo em estudos sobre condições humanas.
A compreensão de como o corpo envelhece é uma área de pesquisa de grande interesse, pois pode oferecer insights sobre como promover um envelhecimento saudável e reduzir o risco de doenças cardiovasculares, câncer e doenças neurodegenerativas — conhecidas também como doenças associadas ao envelhecimento.
Leia também: Por que e quando começamos a envelhecer?
Porém, ainda havia dúvida se o processo de envelhecimento seria algo uniforme ou não. A compreensão do ritmo de envelhecimento de cada célula, portanto, traz uma nova perspectiva a este campo de estudo.
A equipe de pesquisadores coletou amostras de moscas da fruta em diferentes estágios de envelhecimento, equivalendo a idades entre 30 e 70 dias, correspondendo aproximadamente a uma pessoa com 80 anos de idade. Por meio do sequenciamento de RNA de núcleo único, os cientistas analisaram as mudanças na expressão gênica em células individuais, comparando-as com moscas jovens de apenas 5 dias de idade.
Os resultados obtidos revelaram que diferentes tipos de células envelhecem de maneiras distintas, seguindo padrões específicos para cada tipo celular. Os neurônios no cérebro, por exemplo, têm uma vida mais longa em comparação com as células do revestimento intestinal, que são substituídas com maior frequência. Essas descobertas foram consistentes com os padrões observados nas células humanas, uma vez que cerca de 75% dos genes associados a doenças humanas têm contrapartes funcionalmente semelhantes na mosca da fruta.
O AFCA (Atlas de Células Envelhecidas da Mosca da Fruta) incluiu informações genéticas de 868.000 núcleos individuais ao longo da vida útil da Drosophila. Os machos e as fêmeas foram sequenciados separadamente. Foram caracterizados 163 tipos de células distintos, desenvolvidos modelos de relógios de envelhecimento e combinadas quatro características do envelhecimento para classificar a taxa de envelhecimento de diferentes tipos de células. Uma figura ilustrativa foi criada utilizando o Biorender para representar esses dados.
A análise aprofundada do ritmo de envelhecimento das células revelou outras características interessantes. A composição celular foi afetada ao longo do tempo, com as células do corpo adiposo aumentando em número, enquanto as células musculares diminuíam. Os neurônios, no entanto, não apresentaram grandes mudanças no número de células durante o envelhecimento. Além disso, aproximadamente 80% de todos os tipos de células analisadas tiveram uma diminuição no número de genes expressos, enquanto 20% tiveram um aumento.
O estudo também investigou os programas de expressão de genes celulares que definem a mudança na identidade celular conforme as moscas envelheciam. Foi observado que os marcadores de identidade de certos tipos celulares diminuíram drasticamente com a idade, enquanto outros começaram a surgir. Essas descobertas forneceram informações úteis para compreender os padrões específicos de envelhecimento em diferentes tipos de células.
O novo atlas do envelhecimento celular desenvolvido pela equipe de pesquisa oferece um recurso valioso e de acesso aberto para cientistas de diversas áreas. O conjunto de dados obtido pode contribuir significativamente para a compreensão da biologia do envelhecimento e, potencialmente, auxiliar no desenvolvimento de estratégias anti-envelhecimento. Além disso, a descoberta de que os padrões de envelhecimento específicos de cada tipo de célula podem ser utilizados para avaliar a idade biológica de um organismo, independentemente da idade cronológica, é uma observação crítica que abre novas possibilidades de investigação sobre fatores que influenciam a trajetória do envelhecimento.
O Dr. Hongjie Li, co-autor do estudo e professor assistente de estudos moleculares e genética humana na Faculdade de Medicina de Baylor, ressaltou a importância do modelo da mosca da fruta na pesquisa científica. Ele destacou que essa descoberta fornece uma visão única para decifrar por que muitas doenças graves surgem na fase tardia da vida, além de destacar a relevância do AFCA como uma referência para estudos sobre envelhecimento e doenças relacionadas à idade.
Os pesquisadores agora esperam que cientistas de várias áreas explorem as possibilidades oferecidas pelo AFCA, a fim de avançar em seus estudos relacionados à genética, biologia celular e fisiologia. Essa pesquisa representa um passo significativo em direção à compreensão do envelhecimento celular e pode fornecer uma base sólida para futuras pesquisas sobre a promoção de um envelhecimento saudável e o desenvolvimento de estratégias terapêuticas contra doenças associadas à idade.
Referência:
Lu, Tzu-Chiao et al. “Aging Fly Cell Atlas identifies exhaustive aging features at cellular resolution.” Science (New York, N.Y.) vol. 380,6650 (2023): eadg0934. doi:10.1126/science.adg0934
