Uma nova pesquisa mostra como células humanas podem ser efetivamente “recarregadas” ao substituir suas baterias internas - pequenas usinas de energia chamadas mitocôndrias - e a descoberta pode trazer benefícios amplos para a saúde e para tratamentos médicos.
Os conjuntos de mitocôndrias presentes na maioria das nossas células diminuem naturalmente em número, ficam mais lentos e se desgastam com o envelhecimento. Quando passam a funcionar abaixo da capacidade ideal, podem contribuir para diversas doenças, do coração ao cérebro.
Neste estudo mais recente, pesquisadores da Texas A&M University usaram partículas especiais em forma de flor, chamadas nanoflores, para capturar moléculas de oxigênio prejudiciais, ativando genes que aumentam a quantidade de mitocôndrias em células-tronco humanas.
Fundamentalmente, essas células-tronco com energia reforçada puderam então compartilhar suas mitocôndrias com células vizinhas envelhecidas e danificadas. Trata-se mais de uma troca de bateria do que de uma recarga, mas isso permite que células já comprometidas voltem a funcionar.
“Treinamos células saudáveis para dividir suas baterias sobressalentes com células mais fracas”, diz o engenheiro biomédico Akhilesh Gaharwar.
“Ao aumentar o número de mitocôndrias dentro das células doadoras, podemos ajudar células envelhecidas ou lesionadas a recuperar sua vitalidade - sem qualquer modificação genética ou uso de medicamentos.”
No vídeo abaixo, células receptoras (verde) recebem novas mitocôndrias (vermelho) de células-tronco saudáveis. (Cortesia do Dr. Akhilesh K. Gaharwar)
Feitas do composto dissulfeto de molibdênio, as nanoflores foram desenvolvidas com minúsculos poros que as fazem agir como esponjas, capazes de absorver espécies reativas de oxigênio estressantes nos tecidos-alvo. Os pesquisadores observaram que essa remoção desencadeou a expressão de genes que intensificam bastante a produção de mitocôndrias nas células-tronco usadas no experimento.
As células-tronco já possuem naturalmente a capacidade de compartilhar mitocôndrias, mas, nesses testes de laboratório, elas tinham muito mais dessas usinas de energia disponíveis do que o normal, o que aumentou o efeito de recarga sobre outras células.
Segundo os pesquisadores, foram compartilhadas cerca de duas vezes mais mitocôndrias do que seria normalmente esperado, e as células musculares lisas, presentes no coração, aumentaram entre três e quatro vezes. Em células cardíacas expostas à quimioterapia danosa, a taxa de sobrevivência das células tratadas melhorou de forma significativa.
Os pesquisadores sugerem que essa abordagem pode ser usada para rejuvenescer células em diferentes partes do corpo: perto do coração, por exemplo, em problemas cardiovasculares, ou diretamente no músculo em casos de distrofia muscular.
“É bastante promissor em termos de poder ser aplicado em uma ampla variedade de situações, e isso é apenas o começo”, afirma o geneticista John Soukar.
“Poderíamos trabalhar nisso para sempre e descobrir coisas novas e novos tratamentos para doenças todos os dias.”
Tudo isso é muito animador, mas os próprios pesquisadores admitem que ainda estão em estágios iniciais. Embora o estudo atual apoie a possibilidade de usar nanopartículas para ampliar a transferência de mitocôndrias, o próximo passo é fazer isso funcionar em animais e em seres humanos.
Esses testes futuros devem revelar mais sobre onde as células-tronco benéficas poderiam ser implantadas no corpo e qual nível de dose seria seguro e adequado. Os efeitos de longo prazo desse processo também ainda precisam ser avaliados.
“Este é um passo inicial, mas empolgante, em direção à recarga de tecidos envelhecidos usando sua própria maquinaria biológica”, diz Gaharwar.
“Se conseguirmos aumentar com segurança esse sistema natural de compartilhamento de energia, ele poderá um dia ajudar a desacelerar ou até reverter alguns efeitos do envelhecimento celular.”
A pesquisa foi publicada na PNAS.
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