Existem dois tipos principais de células-tronco adultas na pele: células-tronco epidérmicas e células-tronco do folículo piloso. Geralmente, cada tipo tem uma função clara – um mantém a pele enquanto o outro apoia o crescimento do cabelo. No entanto, uma pesquisa da Universidade Rockefeller mostrou que as células-tronco do folículo capilar (HFSCs) são surpreendentemente adaptáveis. Quando a pele está ferida, essas células podem ajudar a reparar a ferida através do crescimento do cabelo.
Então, o que eles dizem quando chega a hora de fazer essa mudança?
Um sinal de estresse que muda o comportamento celular
A mesma equipa de investigação Rockefeller identificou agora o sinal chave por detrás desta transição. As células-tronco do folículo capilar respondem ao que é chamado de Resposta Integrada ao Estresse (ISR) – um sistema de alerta celular que as ajuda a conservar energia e a se concentrar em tarefas de sobrevivência.
Na pele, essa resposta ao estresse se liga ao aminoácido serina, um nutriente essencial encontrado em alimentos comuns como carne, grãos e leite. publicados em suas pesquisas Metabolismo celularOs cientistas demonstraram que quando os níveis de serina diminuem, o ISR é ativado e a produção de cabelo diminui. Se a pele também estiver lesionada, o ISR aumenta ainda mais, interrompendo totalmente o crescimento do cabelo para que as células possam se concentrar na reparação do tecido danificado. Essa mudança de prioridades ajuda a pele a cicatrizar mais rapidamente.
“A privação de serina desencadeia um ‘dial’ celular altamente sensível que ajusta o destino celular – em direção à pele e longe do cabelo”, explicou o primeiro autor Jesse Novak, estudante de MD-PhD no programa tri-institucional de MD-PhD de Weill Cornell e ex-aluno de doutorado na Rockefeller FLAB. “Nossas descobertas sugerem que podemos acelerar a cicatrização de feridas na pele manipulando os níveis de serina por meio de dieta ou medicamentos”.
Os tecidos adultos dependem de células-tronco para manter o equilíbrio – substituindo células que morrem e reparando tecidos quando danificados. No entanto, os cientistas ainda sabem muito pouco sobre como estas células gerem a sua energia e nutrientes durante várias tarefas. Novak e sua equipe queriam entender os fatores metabólicos que fazem as células-tronco funcionarem normalmente e o que muda quando elas precisam mudar de marcha para curar feridas.
“A maioria das feridas na pele que obtemos são causadas por fricção, que destrói a camada superior da pele”, diz Novak. “Essa área abriga um conjunto de células-tronco que normalmente seriam responsáveis pelo reparo de feridas. Mas quando essas células são destruídas, isso força as células-tronco do folículo capilar a assumirem a liderança no reparo”, diz Novak. “Sabendo disso, pensamos que o rastreamento dessas células da pele durante a cicatrização de feridas apresentava um modelo muito bom de se e como os metabólitos estão regulando esse processo em geral”.
Papel da serina além do cabelo e da pele
Pesquisas anteriores do laboratório Fuchs mostraram que as células-tronco da pele pré-cancerosas podem depender da serina circulante e que a limitação da serina na dieta ajuda a impedir que essas células se tornem cancerosas. Essas descobertas destacaram os poderosos efeitos da serina no comportamento celular e até inspiraram pesquisas para testar uma dieta livre de serina como tratamento contra o câncer.
No entanto, ainda não está claro como a depleção de serina pode afetar o tecido saudável. Para explorar isto, Novak concentrou-se no papel da serina na atividade normal das células estaminais e como a sua ausência pode remodelar a regeneração.
Os pesquisadores examinaram como as células-tronco do folículo capilar respondem ao estresse metabólico. Eles privaram os ratos de serina na dieta ou usaram métodos genéticos para impedir que as células produzissem a sua própria. Em ambos os casos, os resultados mostram que a serina interage diretamente com o ISR – um sistema que monitoriza quando as condições dos tecidos estão desequilibradas.
Quando os níveis de serina estavam baixos, o crescimento do cabelo desacelerou porque exigia uma quantidade significativa de energia. Quando ocorre um ferimento, o ISR é ativado com mais força, priorizando a cicatrização em vez da regeneração capilar. Ou seja, quando o estresse aumenta, o processo de reparação da pele tem prioridade.
“Ninguém gosta de perder cabelo, mas quando se trata de sobrevivência em momentos de estresse, reparar a epiderme é prioridade”, diz Fuchs. “Uma mecha de cabelo faltando não é uma ameaça para um animal, mas uma ferida deslocada.”
O excesso de serina pode aumentar o crescimento do cabelo?
Depois que a equipe confirmou que os baixos níveis de serina afetavam o comportamento das células-tronco, eles se perguntaram o oposto: será que o aumento dos níveis de serina poderia aumentar o crescimento do cabelo? A resposta parece ser não. O corpo mantém um controle rígido sobre os níveis de serina, e mesmo quando os ratos receberam seis vezes mais serina na dieta do que o normal, os níveis aumentaram apenas 50%.
“No entanto, descobrimos que se evitássemos que uma célula estaminal produzisse a sua própria serina e compensássemos a sua perda com uma dieta rica em serina, seríamos capazes de proteger parcialmente a regeneração do cabelo”, acrescentou Novak.
Em seguida, os pesquisadores planejam investigar se a cicatrização de feridas pode ser melhorada reduzindo a ingestão de serina ou usando medicamentos que afetam os níveis de serina ou a via ISR. O objetivo deles é testar outros aminoácidos para ver se há algum efeito semelhante.
“No geral, a capacidade das células estaminais para tomar decisões sobre o destino das células com base nos níveis de stress poderia ter implicações amplas na forma como os tecidos optimizam a sua capacidade regenerativa quando os recursos são escassos”, disse Fuchs.
