Pesquisadores da Clínica Mayo descobriram um “interruptor” molecular dentro das células pulmonares que determina quando as células se concentram na reparação de tecidos e quando combatem infecções. Esta importante descoberta pode abrir caminho para tratamentos regenerativos para doenças pulmonares crónicas.
“Ficamos surpresos que essas células específicas não pudessem realizar as duas tarefas ao mesmo tempo”, disse Douglas Brownfield, Ph.D., autor sênior do estudo, publicado em Comunicação da natureza. “Alguns estão empenhados na reconstrução, outros centram-se na defesa. Essa divisão do trabalho é essencial. E ao descobrirmos o interruptor que a controla, podemos começar a pensar em como restaurar o equilíbrio quando a doença se agrava.”
Compreender como as células pulmonares reparam e protegem
A pesquisa concentrou-se nas células alveolares tipo 2 (AT2), que são únicas porque protegem os pulmões e atuam como células-tronco de reserva. As células AT2 produzem proteínas que mantêm pequenos sacos de ar abertos para a respiração, bem como regeneram as células alveolares tipo 1 (AT1) – as células finas e planas que revestem a superfície dos pulmões e permitem a troca de oxigênio.
Os cientistas sabem há muito tempo que as células AT2 muitas vezes têm dificuldade em reproduzir-se adequadamente em doenças como a fibrose pulmonar, a doença pulmonar obstrutiva crónica (DPOC) e infeções virais graves como a COVID-19. O que não estava claro era como e por que essas células perderam a capacidade regenerativa.
Mapeando o ciclo de vida das células pulmonares
Usando sequenciamento unicelular, imagens avançadas e modelos pré-clínicos de lesão pulmonar, a equipe da Clínica Mayo rastreou a “história de vida” das células AT2. Eles descobriram que as novas células AT2 permanecem flexíveis durante cerca de uma a duas semanas após o nascimento, antes de adotarem permanentemente a sua identidade especializada.
Esta transformação complexa é governada por um circuito molecular que envolve três reguladores principais – PRC2, C/EBPα e DLK1. Um deles, C/EBPα, atua como um grampo que impede as células de se comportarem como células-tronco. Para regenerar após lesão, as células AT2 maduras devem liberar esta pinça.
Por que a infecção retarda a recuperação pulmonar
A mesma mudança molecular determina se as células AT2 reparam tecidos danificados ou combatem infecções. Este duplo papel ajuda a explicar porque é que a infecção pode retardar ou impedir a recuperação da doença pulmonar crónica.
“Quando pensamos em reparo pulmonar, não se trata apenas de ligar as coisas – trata-se de remover os grampos que normalmente impedem que essas células atuem como células-tronco”, disse o Dr. Brownfield. “Descobrimos um desses grampos e como ele inibe a capacidade de reparação dessas células”.
Prevenir a falência de órgãos
As descobertas abrem novas possibilidades para a medicina regenerativa. Drogas que ajustam a atividade C/EBPα, por exemplo, poderiam ajudar as células AT2 a reconstruir o tecido pulmonar de forma mais eficaz ou reduzir cicatrizes em condições como a fibrose pulmonar.
“Esta pesquisa nos aproxima da capacidade de aumentar os processos naturais de reparo do pulmão, oferecendo esperança de prevenir ou reverter condições onde atualmente só podemos retardar o progresso”, disse o Dr. Brownfield.
A pesquisa pode ajudar os médicos a detectar sinais precoces de doença quando as células AT2 ficam presas em um estado e incapazes de se reproduzir. Tais conhecimentos poderão levar a novos biomarcadores que detectem doenças pulmonares nas suas fases iniciais e mais tratáveis.
Vinculando a descoberta a iniciativas regenerativas na Clínica Mayo
O trabalho é consistente com a iniciativa PreCure da Clínica Mayo, que se concentra na detecção precoce da doença – quando o tratamento pode ter o maior impacto – e na prevenção da progressão antes que ocorra a falência de órgãos.
Também avança a iniciativa GENESIS, que visa prevenir a falência de órgãos e restaurar a função através da medicina regenerativa. Com base nestas descobertas, a equipa de investigação está agora a testar formas de expressar grampos repressivos em células AT2 humanas, cultivando-as em laboratório e explorando o seu potencial para futuras terapias baseadas em células.
