Cientistas descobrem que a maneira única das células-tronco de descartar proteínas mal dobradas pode ser a chave para manter a saúde a longo prazo e prevenir doenças – ScienceDaily

Na busca contínua da humanidade pelo elixir da vida, a ciência continua apontando para as células-tronco. A pesquisa mostra cada vez mais que a manutenção da aptidão das células-tronco promove um longo período de saúde, e novas descobertas mostram que manter as células-tronco limpas e arrumadas é um passo essencial.

Em um estudo publicado em 21 de março de 2023 em Célula Célula Tronco, pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade da Califórnia em San Diego descobriram que as células-tronco do sangue usam um método inesperado para se livrar de suas proteínas mal dobradas e que a atividade dessa via se degrada com a idade. Os autores dizem que aumentar esse sistema especializado de descarte de lixo pode ajudar a proteger contra doenças relacionadas à idade.

O estudo se concentrou nas células-tronco hematopoiéticas (HSCs), as células da medula óssea que produzem sangue novo e células imunológicas ao longo de nossas vidas. Quando sua função é enfraquecida ou perdida, isso pode levar a distúrbios sanguíneos e imunológicos, como anemia, coagulação do sangue e câncer.

“As células-tronco estão nele para o longo curso”, disse o autor sênior do estudo Robert Signer, PhD, professor associado da UC San Diego School of Medicine. “Sua necessidade de longevidade exige que eles sejam conectados de maneira diferente de todas as células de vida curta do corpo”.

Uma chave para manter as células-tronco felizes é manter a homeostase das proteínas. Trabalhos anteriores mostraram que as células-tronco, incluindo HSCs, sintetizam proteínas muito mais lentamente do que outros tipos de células, priorizando a qualidade sobre a quantidade. Isso os ajuda a cometer menos erros no processo, pois as proteínas mal dobradas podem se tornar tóxicas para as células se forem acumuladas.

Ainda assim, alguns erros ou danos às proteínas são inevitáveis, então os pesquisadores se propuseram a entender como as células-tronco garantem que essas proteínas sejam descartadas adequadamente.

Na maioria das células, proteínas danificadas ou mal dobradas são marcadas individualmente para descarte. Um destruidor de proteínas móvel chamado proteassoma encontra as proteínas marcadas e as decompõe em seus componentes originais de aminoácidos. Mas no novo estudo, os pesquisadores descobriram que a atividade do proteassoma era especialmente baixa nas HSCs. Isso deixou a equipe intrigada: se livrar-se de proteínas danificadas é tão importante para as células-tronco, por que o proteassoma é menos ativo?

Por meio de uma série de experimentos subsequentes, a equipe descobriu que os HSCs usam um sistema totalmente diferente. Aqui, as proteínas danificadas e mal dobradas são coletadas e trafegadas em grupos chamados agressomos. Uma vez encurralados em um único local, eles podem ser destruídos coletivamente pelo lisossomo (uma organela celular que contém enzimas digestivas) em um processo chamado agrefagia.

“O que é muito incomum aqui é que se pensava que esse caminho só era desencadeado como uma resposta extrema ao estresse, mas na verdade é o caminho fisiológico normal usado pelas células-tronco”, disse Signer. “Isso enfatiza o quão crítico é para as células-tronco prevenir o estresse, para que possam preservar sua saúde e longevidade”.

Então, por que esse sistema diferente? Uma das principais vantagens do método do proteassoma é que ele quebra as proteínas imediatamente, produzindo aminoácidos que a célula pode reutilizar para construir novas proteínas. Mas as células-tronco estão menos interessadas em construir novas proteínas. Assim, os autores sugerem que, ao armazenar uma coleção de proteínas danificadas em um único local, as células-tronco podem estar criando seu próprio cache de recursos que podem ser usados ​​posteriormente, quando forem realmente necessários, como após uma lesão ou quando chegar a hora. para regenerar.

“O corpo realmente não pode correr o risco de perder suas células-tronco, então ter esse estoque de matéria-prima os torna mais protegidos contra os dias chuvosos”, disse Signer. “As células-tronco são corredores de maratona, mas também precisam ser velocistas de classe mundial quando as circunstâncias o exigem.”

Quando os pesquisadores desativaram geneticamente a via de agrefagia, as células-tronco começaram a acumular proteínas agregadas, o que prejudicou sua forma física, longevidade e atividade regenerativa.

A equipe então descobriu que, embora quase todas as células-tronco jovens tivessem agressomas, em um certo ponto do envelhecimento, elas quase desapareceram completamente. Os autores sugerem que a incapacidade das células-tronco de destruir eficientemente as proteínas mal dobradas durante o envelhecimento é provavelmente um fator chave para o declínio de sua função e os resultantes distúrbios relacionados à idade.

“Nossa esperança é que, se pudermos melhorar a capacidade das células-tronco de manter o caminho da agrefagia, preservaremos uma melhor aptidão das células-tronco durante o envelhecimento e atenuaremos os distúrbios sanguíneos e imunológicos”, disse Signer.

Os autores suspeitam que outros tipos de células-tronco e células de vida longa, como os neurônios, tenham um requisito semelhante para a regulação estrita da homeostase das proteínas, sugerindo que a terapêutica para impulsionar esse caminho pode ser benéfica em vários órgãos e patologias.

Os co-autores deste estudo incluem: Bernadette A. Chua, Connor J. Lennan, Mary Jean Sunshine, Daniela Dreifke e Eric J. Bennett na UC San Diego e Ashu Chawla no La Jolla Institute for Immunology.

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