Os músculos envelhecidos cicatrizam mais lentamente após uma lesão, uma realidade frustrante conhecida por muitos idosos.
Uma nova pesquisa da UCLA, realizada em ratos, aponta para uma explicação surpreendente. À medida que os músculos envelhecem, as suas células estaminais produzem níveis mais elevados de proteínas que os retardam na ativação e reparação dos tecidos danificados. Ao mesmo tempo, essas mesmas proteínas ajudam as células a sobreviver por mais tempo no ambiente mais estressante do envelhecimento dos músculos.
A pesquisa está publicada na revista ciênciasugere que algumas das alterações biológicas associadas ao envelhecimento podem não ser simplesmente um declínio prejudicial. Em vez disso, podem representar estratégias de sobrevivência incorporadas. “Isso nos levou a uma nova maneira de pensar sobre o envelhecimento”, disse o Dr. Thomas Rando, autor sênior do estudo e diretor do Centro Eli e Edith Broad de Medicina Regenerativa e Pesquisa com Células-Tronco da UCLA.
“É contra-intuitivo, mas as células-tronco que sobrevivem ao envelhecimento podem, na verdade, ser as menos funcionais. Elas sobrevivem não porque são as melhores no que fazem, mas porque são as melhores na sobrevivência.
Proteína que retarda a reparação muscular com a idade
A equipe de pesquisa, liderada pelos pós-doutorados Zhengmin Kang e Daniel Benjamin, comparou células-tronco musculares de camundongos jovens e velhos. Eles descobriram que uma proteína chamada NDRG1 aumenta rapidamente com a idade, atingindo níveis 3,5 vezes maiores nas células envelhecidas do que nas mais jovens. NDRG1 atua como um freio dentro da célula. Ele amortece uma via de sinalização conhecida como mTOR, que normalmente leva as células a serem ativadas, crescerem e se repararem.
Para determinar se o NDRG1 foi responsável pela cura lenta, os cientistas permitiram que os ratos tivessem aproximadamente a mesma idade que os 75 anos humanos. Eles então inibem a atividade do NDRG1. Uma vez inibida esta proteína, as células estaminais musculares envelhecidas começam a comportar-se mais como as jovens. Eles são ativados mais rapidamente e reparam os músculos lesionados mais rapidamente.
O avivamento vem com uma compensação
Houve uma desvantagem. Quando o NDRG1 foi bloqueado, menos células-tronco musculares sobreviveram ao longo do tempo. Como resultado, a capacidade de regeneração dos músculos após lesões repetidas é reduzida.
“Pense nisso como um corredor de maratona versus um velocista”, diz Rando, que também é professor de neurologia na Escola de Medicina David Geffen da UCLA. “As células-tronco em animais jovens são hiperfuncionantes – elas são realmente boas no que fazem, como correr, mas não são boas para longas distâncias. Elas podem percorrer uma corrida de 100 metros, mas não conseguem nem chegar na metade de uma maratona. Em contraste, as células-tronco mais velhas são como corredores de maratona – mas são mais lentas para responder, o que as torna eficientes para distâncias mais lentas. Passadas mais longas são exatamente o que as tornam mais fracas na corrida. faz.”
A equipe confirmou seus resultados usando vários métodos. Eles estudaram células-tronco musculares em ratos jovens e velhos em placas de laboratório e dentro de tecidos vivos. Através dos experimentos, o padrão foi consistente. Altos níveis de NDRG1 retardam a ativação das células-tronco e o reparo muscular, mas também aumentam a sobrevivência celular a longo prazo.
Um viés de sobrevivência celular no envelhecimento
Os pesquisadores propõem que o aumento dos níveis de NDRG1 reflete o que eles chamam de “viés de sobrevivência celular”. Com o tempo, as células-tronco que não conseguem produzir NDRG1 suficiente têm maior probabilidade de morrer. A população restante é composta por células que funcionam mais lentamente, mas são capazes de resistir ao estresse do envelhecimento.
“Algumas alterações relacionadas com a idade que parecem prejudiciais – como a reparação tecidual mais lenta – podem na verdade ser compromissos necessários que evitam algo pior: o esgotamento completo do conjunto de células estaminais”, disse Rando.
Rando compara esta mudança a uma compensação pela sobrevivência observada na natureza. Em condições extremas, como seca, fome ou temperaturas congelantes, os animais ativam programas de resiliência, como a hibernação, em vez de investir energia na reprodução. Da mesma forma, o envelhecimento das células estaminais parece desviar recursos da produção de novas células para programas de sobrevivência quando se lida com o stress.
“As espécies sobrevivem porque se reproduzem, mas em tempos de privação, os animais ativam os seus próprios programas de resiliência”, disse Rando. “Existem muitos exemplos na natureza de recursos alocados para a sobrevivência em tempos de estresse. Isso se alinha exatamente com o que estamos vendo no nível celular”.
Implicações para a terapia antienvelhecimento
Essas descobertas podem orientar futuras terapias destinadas a promover a regeneração muscular em idosos. No entanto, Rando alerta que o aumento do desempenho das células estaminais pode ter um preço. “Não existe almoço grátis. Podemos melhorar a função das células envelhecidas durante um determinado período de tempo para determinados tecidos, mas cada vez que fazemos isso, haverá um custo potencial e uma desvantagem potencial.”
A equipe planeja continuar estudando como esse equilíbrio entre sobrevivência e regeneração é regulado em nível molecular.
“Este gene é quase como a nossa porta de entrada para a compreensão do que controla essas compensações que são tão importantes, não apenas para a evolução das espécies, mas também para o envelhecimento dos tecidos de um indivíduo”, disse Rando.
A pesquisa foi financiada pelos Institutos Nacionais de Saúde, pela Fundação Nomis, pela Fundação de Pesquisa da Via Láctea, pela Fundação Hevolution e pela Fundação Nacional de Pesquisa da Coreia.
