A idade aumenta o risco de doenças graves, como câncer, doenças cardíacas e demência. Ao longo dos anos, os investigadores abordaram estas condições separadamente. Agora, muitos cientistas estão recuando para fazer uma pergunta mais ampla. Em vez de tratar uma doença de cada vez, será que retardar o processo de envelhecimento pode reduzir o risco de múltiplas doenças ao mesmo tempo? Para responder a isso, primeiro eles precisam entender o que desencadeia as mudanças biológicas que acompanham a idade.
Um novo estudo foi publicado ciência Isso oferece uma visão sem precedentes do processo. Pesquisadores da Universidade Rockefeller criaram o atlas mais detalhado até o momento sobre como o envelhecimento afeta milhares de subtipos de células em 21 tecidos de mamíferos. Ao examinar quase 7 milhões de células individuais de ratos em três idades diferentes, a equipe identificou quais células eram mais vulneráveis ao longo do tempo e quais fatores poderiam causar seu declínio.
“Nosso objetivo era entender não apenas o que muda com o envelhecimento, mas por quê? “Ao mapear as mudanças celulares e moleculares, podemos identificar o que impulsiona o envelhecimento”, disse Junue Cao, chefe do Laboratório de Genômica de Célula Única e Dinâmica Populacional. Isso abre a porta para intervenções que visam o processo de envelhecimento.”
Uma das descobertas mais interessantes é que muitas mudanças relacionadas à idade ocorrem em sincronia em vários órgãos. Os pesquisadores também descobriram que cerca de metade dessas mudanças diferiam entre homens e mulheres.
Um enorme censo celular em 21 órgãos
Para mapear o envelhecimento nesta escala, a equipe de Cao, liderada pelo estudante de graduação Jiu Lu, refinou um método conhecido como ATAC-seq unicelular. Este método mostra como o DNA é empacotado dentro de cada célula, revelando quais regiões do genoma estão acessíveis e ativas, um indicador chave do estado e função de uma célula.
Os investigadores aplicaram esta técnica a milhões de células individuais retiradas de 21 órgãos de 32 ratos com três anos de idade: um mês (adultos jovens), cinco meses (meia-idade) e 21 meses (velhos).
“O que é notável é que todo este atlas foi criado por um único estudante de pós-graduação”, disse Cao. “A maioria dos grandes atlas como este requerem grandes consórcios com dezenas de laboratórios, mas o nosso método é muito mais eficiente do que outros métodos.”
No total, o laboratório identificou mais de 1.800 subtipos celulares distintos, incluindo muitos grupos raros que não foram totalmente descritos. A equipe então acompanhou como o número dessas células mudava à medida que os ratos passavam da juventude para a meia-idade e depois para a velhice.
Mudanças celulares precoces e coordenadas
Durante décadas, os cientistas acreditaram que o envelhecimento altera principalmente a função celular, e não quantas células de cada tipo existem. Esta nova análise desafia essa visão. Cerca de um quarto de todos os tipos de células apresentam mudanças significativas na abundância ao longo do tempo. Algumas populações de células musculares e renais são drasticamente reduzidas, enquanto as células imunológicas são significativamente expandidas.
“O sistema é muito mais dinâmico do que imaginamos”, disse Cao. “E algumas dessas mudanças começam surpreendentemente cedo. Aos cinco meses de idade, algumas populações de células já haviam começado a diminuir. Isso nos diz que o envelhecimento não é algo que acontece tarde na vida; é uma continuação de processos de desenvolvimento contínuos.”
Igualmente surpreendente foi a forma como estas mudanças foram sincronizadas. Condições celulares semelhantes cresceram e desapareceram juntas em diferentes órgãos. Este padrão sugere que sinais partilhados, talvez factores que circulam na corrente sanguínea, ajudam a coordenar o envelhecimento em todo o corpo.
O estudo também revelou diferenças pronunciadas entre homens e mulheres. Cerca de 40% das alterações relacionadas com o envelhecimento variam significativamente consoante o género. Por exemplo, as mulheres apresentam uma resposta imunológica muito mais ampla à medida que envelhecem.
“É possível que isto explique a maior prevalência de doenças autoimunes nas mulheres”, especula Kao.
Pontos de acesso genéticos e futuras terapias anti-envelhecimento
Além de quantificar como as populações de células migraram, os pesquisadores examinaram como as regiões acessíveis do DNA dentro dessas células mudaram ao longo do tempo. Dos 1,3 milhões de regiões genómicas analisadas, cerca de 300 mil apresentaram alterações significativas relacionadas com o envelhecimento. Cerca de 1.000 destas alterações apareceram em diferentes tipos de células, reforçando a ideia de que programas biológicos comuns impulsionam o envelhecimento em todo o corpo. Muitas destas regiões partilhadas foram associadas à função imunitária, inflamação ou manutenção de células estaminais.
“Isto desafia a ideia de que o envelhecimento é apenas uma deterioração genómica aleatória”, disse Kao. “Em vez disso, vemos pontos críticos regulatórios específicos que são particularmente vulneráveis, e estas são precisamente as regiões que deveríamos estudar se quisermos compreender o que impulsiona o processo de envelhecimento”.
Quando a equipe comparou seus resultados com estudos anteriores, descobriu que moléculas de sinalização imunológica chamadas citocinas podem desencadear as mesmas alterações celulares observadas durante o envelhecimento. Cao sugere que os medicamentos concebidos para modular estas citocinas poderiam potencialmente retardar os processos de envelhecimento coordenados em vários órgãos.
“Este é realmente um ponto de partida”, disse Cao. “Identificamos tipos de células vulneráveis e hotspots moleculares. A questão agora é se podemos desenvolver intervenções que visem esses processos específicos de envelhecimento. Nosso laboratório já está trabalhando no próximo passo.”
O Atlas do Envelhecimento completo está disponível ao público aqui epiage.net.
