quinta-feira, 13 de agosto de 2015

Cientistas revertem envelhecimento em células humanas

 A fim de testar essa teoria, os pesquisadores reprogramaram fibroblastos de linhagens celulares humanas, provenientes de crianças e idosos, para um estado semelhante ao de células-tronco embrionárias. Essas células foram então transformadas novamente em fibroblastos e o funcionamento da respiração mitocondrial foi analisado. Inacreditavelmente, os defeitos associados ao envelhecimento foram revertidos – todos os fibroblastos apresentaram taxas de respiração celular comparável aos fibroblastos pertencentes às linhagens celulares proveniente de fetos, independentemente do fato de serem provenientes de crianças ou idosos. Isso indica que o processo de envelhecimento nas mitocôndrias é controlado por fatores regulatórios epigenéticos, e não por mutação como se acreditava.
É possível que o processo de envelhecimento possa ser atrasado ou até mesmo revertido? Pesquisas mostram que em linhagens de células humanas isso é possível.
Pesquisadores também descobriram que a regulação de dois genes envolvidos na produção de glicina, o menor e mais simples dos aminoácidos, é parcialmente responsável por algumas características do envelhecimento.
     Pode o processo de envelhecer ser retardado ou até mesmo revertido? Pesquisas lideradas pelo professor Jun-Ichi Hayashi, da University of Tsukuba no Japão, mostraram que, em linhagens de células humanas, isso é possível. Eles também descobriram que a regulação de dois genes envolvidos na síntese de glicina, o menor e mais simples dos aminoácidos, é parcialmente responsável por algumas características do processo de envelhecimento. 
    O professor Hayashi e seus colaboradores fizeram essa excitante descoberta em meio a algumas questões polêmicas a respeito da teoria popular do envelhecimento. 
   
    Teoria mitocondrial do envelhecimento

Essa teoria, a teoria mitocondrial do envelhecimento, propõe que defeitos mitocondriais associados ao envelhecimento são controlados pelo acumulo de mutações no DNA mitocondrial. Função mitocondrial anormal é um dos fatores que acompanham o envelhecimento em várias espécies, incluindo os humanos. Isso ocorre devido ao fato de que as mitocôndrias são as chamadas “casas de força” ou “powerhouse” das células, já que elas são as responsáveis por produzir energia, num processo chamado de respiração celular. Danos no DNA mitocondrial resultam em mudanças ou mutações na sequência de DNA. O acumulo dessas alterações é associado à redução do tempo de vida, ou expectativa de vida, e aparecimento precoce de características relacionadas ao envelhecimento, como perda de peso, queda de cabelo, curvatura da coluna espinal e osteoporose.

     Entretanto, há um crescente corpo de evidências conflitantes que tem levantado dúvidas sobre a fundamentação e validade dessa teoria. Hayashi e sua equipe têm realizado convincentes pesquisas que os levaram a propor que defeitos mitocondriais associados ao envelhecimento não são controlados pelo acumulo de mutações no DNA mitocondrial, mas sim por outra via de regulação gênica. A pesquisa, publicada esse mês na revista Scientific Reports da Nature, observou o funcionamento mitocondrial em fibroblastos de linhagens celulares humanas, procedentes de pessoas jovens (desde fetos até crianças de 12 anos de idade) e idosos (entre 80 e 97 anos de idade). Os pesquisadores compararam a taxa de respiração mitocondrial e a quantidade de DNA danificado na mitocôndria em ambos os grupos etários, esperando que a respiração estivesse reduzida e os danos no DNA estivessem aumentados nas células do grupo cujas pessoas tinham idade mais avançada. Enquanto, nas células do grupo de idosos observou-se redução na taxa de respiração celular, de acordo com o previsto pela teoria, não houve, entretanto, diferença na quantidade de DNA mitocondrial danificado entre as células dos grupos de idosos e crianças. Esse resultado levou os pesquisadores a propor que outra forma de regulação gênica, como a regulação epigenética, poderia ser responsável pelos efeitos observados nas mitocôndrias associados ao envelhecimento. 

        Regulação epigenética 


   

 A fim de testar essa teoria, os pesquisadores reprogramaram fibroblastos de linhagens celulares humanas, provenientes de crianças e idosos, para um estado semelhante ao de células-tronco embrionárias. Essas células foram então transformadas novamente em fibroblastos e o funcionamento da respiração mitocondrial foi analisado. Inacreditavelmente, os defeitos associados ao envelhecimento foram revertidos – todos os fibroblastos apresentaram taxas de respiração celular comparável aos fibroblastos pertencentes às linhagens celulares proveniente de fetos, independentemente do fato de serem provenientes de crianças ou idosos. Isso indica que o processo de envelhecimento nas mitocôndrias é controlado por fatores regulatórios epigenéticos, e não por mutação como se acreditava.
Regulação epigenética refere-se a mudanças, como adição de estruturas químicas ou proteínas na molécula de DNA, o que altera a estrutura física do mesmo, o que resulta na ativação ou inativação de genes. Diferentemente das mutações, essas mudanças estruturais e conformacionais não afetam a sequência de DNA em si. Se essa teoria estiver certa, então a reprogramação genética da célula, para um estado semelhante ao de células-tronco embrionárias, iria remover qualquer alteração epigenética associada ao DNA mitocondrial. A fim de testar essa teoria, os pesquisadores reprogramaram fibroblastos de linhagens celulares humanas, provenientes de crianças e idosos, para um estado semelhante ao de células-tronco embrionárias. Essas células foram então transformadas novamente em fibroblastos e o funcionamento da respiração mitocondrial foi analisado. Inacreditavelmente, os defeitos associados ao envelhecimento foram revertidos – todos os fibroblastos apresentaram taxas de respiração celular comparável aos fibroblastos pertencentes às linhagens celulares proveniente de fetos, independentemente do fato de serem provenientes de crianças ou idosos. Isso indica que o processo de envelhecimento nas mitocôndrias é controlado por fatores regulatórios epigenéticos, e não por mutação como se acreditava.

Os pesquisadores procuraram por genes que poderiam ser controlados epigenéticamente resultando nesses defeitos mitocondriais associados à idade do indivíduo. Dois genes que regulam a síntese de glicina na mitocôndria, o CGAT e o SHMT2, foram encontrados. 

Os pesquisadores mostraram que mudando a regulação desses genes, seria possível induzir defeitos ou restaurar funções mitocondriais nos fibroblastos. Em um resultado convincente, a adição de glicina por dez dias no meio de cultura de fibroblastos de pessoas com cerca de 97 anos levou a restauração da função respiratória mitocondrial. Isso sugere que o tratamento com glicina pode reverter defeitos na respiração celular, associados ao envelhecimento, em fibroblastos humanos provenientes de pessoas com idade avançada. 
Essas descobertas revelam que, ao contrario da teoria mitocondrial do envelhecimento, a regulação epigenética controla os defeitos na respiração celular, associados à idade do indivíduo, em fibroblastos de linhagens celulares humanas. Será que a regulação epigenética pode também ser capaz de controlar o envelhecimento em humanos? Essa teoria ainda precisa ser testada e, se comprovada, poderia resultar em suplementos de glicina dando aos idosos um novo sopro de vida.
Fonte: Ciência e Tecnologia

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