O JornalDentistry em 2019-10-17

ARTIGOS

Descoberta nova causa de envelhecimento celular

Novas pesquisas da USC Viterbi School of Engineering podem ser fundamentais para a compreensão de como o processo de envelhecimento funciona.

As descobertas potencialmente abrem o caminho para melhores tratamentos contra o cancro e novos medicamentos revolucionários que podem melhorar enormemente a saúde humana nos anos crepusculares.

O trabalho, do Professor Assistente de Engenharia Química e Ciência dos Materiais Nick Graham e da sua equipe em colaboração com Scott Fraser, Professor Reitor de Ciências Biológicas e Engenharia Biomédica, e Pin Wang, Zohrab A. Kaprielian Fellow em Engenharia, foi publicado recentemente no Journal. de Química Biológica.

"Para beber da fonte da juventude, precisa descobrir onde está a fonte da juventude e entender o que a fonte da juventude pode fazer”, disse Graham. "Estamos a fazer o oposto; estamos a tentar estudar as razões pelas quais as células envelhecem, para que possamos projetar tratamentos para melhorar o envelhecimento".

 

O que faz com que as células envelheçam?

Para conseguir isso, a autora principal Alireza Delfarah, uma estudante de pós-graduação no laboratório de Graham, concentrou-se na senescência, um processo natural em que as células param de criar permanentemente novas células. Esse processo é uma das principais causas de declínio relacionado à idade, manifestando-se em doenças como artrite, osteoporose e doenças cardíacas.

"As células senescentes são efetivamente o oposto das células-tronco, que têm um potencial ilimitado de auto-renovação ou divisão", disse Delfarah. "As células senescentes nunca se podem dividir novamente. É um estado irreversível de paragem do ciclo celular".

A equipe de pesquisa descobriu que o envelhecimento das células senescentes deixou de produzir uma classe de produtos químicos chamados nucleotídeos, que são os blocos de construção do DNA. Quando as células jovens são forçadas a parar de produzir nucleotídeos, tornaram-se senescentes ou envelhecidas.

"Isso significa que a produção de nucleotídeos é essencial para manter as células jovens", disse Delfarah. "Isso também significa que, se pudermos impedir que as células percam a síntese de nucleotídeos, poderiam envelhecer mais lentamente".

A equipe de Graham examinou células jovens que proliferavam robustamente e forneceu-lhes moléculas marcadas com isótopos estáveis ​​de carbono, a fim de rastrear como os nutrientes consumidos por uma célula foram processados ​​em diferentes vias bioquímicas.

Scott Fraser e o seu laboratório trabalharam com a equipe de pesquisa para desenvolver imagens em 3D dos resultados. As imagens revelaram inesperadamente que células senescentes geralmente têm dois núcleos e que não sintetizam DNA.

Até agora, a senescência tinha sido estudada principalmente em células conhecidas como fibroblastos, as células mais comuns que compunham o tecido conjuntivo em animais. A equipe de Graham está concentrada em estudar como ocorre a senescência nas células epiteliais, as células que revestem as superfícies dos órgãos e estruturas do corpo e é neste  tipo de célula que a maioria dos cancros ocorre.

Graham disse que a senescência é mais conhecida como barreira protetora do corpo contra o cancro: quando as células sofrem danos que podem por em risco o seu desenvolver, entram em senescência e param de proliferar para que o cancro não se desenvolva e se espalhe.

"Às vezes as pessoas falam sobre a senescência como uma faca de dois gumes protege contra o cancro, e isso é uma coisa boa", disse Graham. "Mas também promove o envelhecimento e doenças como diabetes, disfunção cardíaca ou aterosclerose e disfunção geral do tecido”

Graham disse que o objetivo não era impedir completamente a senescência, porque isso poderia desencadear células cancerígenas.

"Mas, por outro lado, gostaríamos de encontrar uma maneira de remover células senescentes para promover um envelhecimento saudável e uma melhor função.

Graham considera que a pesquisa da equipe tem aplicações no campo emergente dos senolíticos, o desenvolvimento de medicamentos que podem eliminar as células envelhecidas. Os ensaios clínicos em humanos ainda estão em estágio inicial, mas estudos com ratos mostraram que, ao eliminar células senescentes, os ratos envelhecem melhor, com uma vida útil mais produtiva.

"Podem pegar um rato que está  a envelher e a diminuir a sua função, tratá-lo com medicamentos senolíticos para eliminar as células senescentes e o rato rejuvenesce. Esses medicamentos senolíticos poderão vir a ser a fonte da juventude", disse Graham.

Eu medicamentos senolíticos bem-sucedidos terão que ser projetados, para atuarem unicamente  nas células senescentes, para  não afetem as células normais, não senescentes.

"É por ai que estamos a começar- estudar o metabolismo das células senescentes e tentar descobrir como as células senescentes são únicas, para que sepossam  projetar terapêuticas direcionadas em torno dessas vias metabólicas", disse Graham.

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