Cientistas da Escola de Medicina Yong Loo Lin da Universidade Nacional de Singapura identificaram uma proteína que pode ajudar a restaurar a capacidade do cérebro de produzir novas células à medida que envelhece. Suas descobertas, publicadas em Avanços da Ciênciaapontam para um fator de transcrição denominado fator de transcrição semelhante a myb de ligação à ciclina D 1 (DMTF1) como um regulador central da atividade das células-tronco neurais em cérebros mais velhos. Fatores de transcrição são proteínas que controlam como os genes são ativados ou desativados em células específicas.
As células-tronco neurais são responsáveis pela geração de novos neurônios, que desempenham um papel essencial no aprendizado e na memória. À medida que as pessoas envelhecem, estas células estaminais perdem gradualmente a capacidade de se renovarem, contribuindo para o declínio cognitivo.
Investigando DMTF1 em células cerebrais envelhecidas
O estudo foi liderado pelo professor assistente Ong Sek Tong Derrick, com o Dr. Liang Yajing como primeiro autor, do Departamento de Fisiologia e do Programa de Pesquisa Translacional de Longevidade Saudável da NUS Medicine. A equipe decidiu descobrir as mudanças biológicas que causam o enfraquecimento das células-tronco neurais ao longo do tempo, com o objetivo de identificar alvos para futuras terapias destinadas a retardar o envelhecimento neurológico.
Para entender como funciona o DMTF1, os pesquisadores examinaram células-tronco neurais derivadas de humanos e de modelos de laboratório projetados para imitar o envelhecimento prematuro. Eles usaram análises de ligação ao genoma e transcriptoma para mapear como o DMTF1 influencia a atividade genética. Um foco principal foi como essa proteína interage com as células-tronco afetadas pela disfunção dos telômeros. Telômeros são as extremidades protetoras dos cromossomos que encurtam gradualmente cada vez que uma célula se divide. Esse encurtamento é amplamente reconhecido como um marcador de envelhecimento.
Restaurando a regeneração em células-tronco envelhecidas
A equipe descobriu que os níveis de DMTF1 foram significativamente reduzidos em células-tronco neurais “envelhecidas”. Quando restauraram a expressão de DMTF1, as células recuperaram a capacidade de regeneração. Isto sugere que o DMTF1 poderia servir como um alvo terapêutico promissor para restaurar a função das células-tronco no cérebro envelhecido.
Análises posteriores revelaram como o DMTF1 exerce seus efeitos. A proteína regula genes auxiliares (Arid2 e Ss18) que soltam o DNA compactado, permitindo que genes relacionados ao crescimento se tornem ativos. Sem esses genes auxiliares, as células-tronco neurais não podem se renovar com eficácia.
“A regeneração prejudicada de células-tronco neurais tem sido associada há muito tempo ao envelhecimento neurológico. A regeneração inadequada de células-tronco neurais inibe a formação de novas células necessárias para apoiar as funções de aprendizagem e memória. Embora estudos tenham descoberto que a regeneração defeituosa de células-tronco neurais pode ser parcialmente restaurada, seus mecanismos subjacentes permanecem pouco compreendidos”, disse Asst Prof Ong. “Compreender os mecanismos de regeneração das células-tronco neurais fornece uma base mais sólida para o estudo do declínio cognitivo relacionado à idade”.
Terapias potenciais para retardar o envelhecimento cerebral
As descobertas indicam que estratégias concebidas para aumentar os níveis de DMTF1 ou melhorar a sua actividade poderiam potencialmente reverter ou atrasar o declínio da função das células estaminais neurais ligada ao envelhecimento.
Embora os resultados atuais se baseiem em grande parte em experiências in vitro, os investigadores planeiam investigar se o reforço do DMTF1 pode aumentar o número de células estaminais neurais e melhorar a aprendizagem e a memória em condições que envolvem o encurtamento dos telómeros e o envelhecimento natural, sem aumentar o risco de tumores cerebrais. A longo prazo, a equipe espera identificar pequenas moléculas capazes de estimular com segurança a atividade do DMTF1 para rejuvenescer as células-tronco neurais envelhecidas.
“Nossas descobertas sugerem que o DMTF1 pode contribuir para a multiplicação de células-tronco neurais no envelhecimento neurológico”, disse o Dr. Liang. “Embora nosso estudo esteja em sua infância, as descobertas fornecem uma estrutura para a compreensão de como as mudanças moleculares associadas ao envelhecimento afetam o comportamento das células-tronco neurais e podem, em última análise, orientar o desenvolvimento de terapêuticas bem-sucedidas”.
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