p As células que envelhecem mudam periodicamente de estado de cromatina. A imagem ilustra os padrões "ligado" e "desligado" em células individuais. Crédito:UC San Diego
p Compreender os fatores que controlam o envelhecimento tem sido uma das buscas intermináveis da humanidade, da fonte mística da juventude a regimes saudáveis e práticos para prolongar a expectativa de vida. p Uma equipe de cientistas da Universidade da Califórnia em San Diego ajudou a decifrar a dinâmica que controla como nossas células envelhecem, e com isso implicações para estender a longevidade humana. Conforme descrito em um estudo publicado no
Proceedings of the National Academy of Sciences , um grupo liderado pela bióloga Nan Hao empregou uma combinação de tecnologias em engenharia, ciência da computação e biologia para analisar processos moleculares que influenciam o envelhecimento.
p Conforme as células envelhecem, danos em seu DNA se acumulam ao longo do tempo, levando à deterioração do funcionamento normal e, eventualmente, resultando em morte. Um processo bioquímico natural conhecido como "silenciamento da cromatina" ajuda a proteger o DNA de danos. O processo de silenciamento converte regiões específicas do DNA de um estado aberto em fechado, protegendo assim as regiões do DNA. Entre as moléculas que promovem o silenciamento está uma família de proteínas - amplamente conservada de bactérias a humanos - conhecidas como sirtuínas. Nos últimos anos, os ativadores químicos das sirtuínas têm recebido muita atenção e estão sendo comercializados como nutracêuticos para ajudar no silenciamento da cromatina na esperança de retardar o processo de envelhecimento.
p No entanto, ao mesmo tempo, os cientistas descobriram que esse silenciamento da cromatina também impede que as regiões protegidas do DNA expressem RNAs e proteínas que realizam funções biológicas, e como resultado, o silenciamento excessivo pode prejudicar a fisiologia celular normal.
Células de levedura individuais envelhecendo em um novo chip microfluídico. As células-mãe envelhecidas ficam presas no fundo de câmaras em forma de dedo, produzindo células-filhas até sua morte final. Crédito:UC San Diego p Usando abordagens computacionais e experimentais de ponta em levedura, que permitiu aos pesquisadores rastrear o silenciamento da cromatina em detalhes sem precedentes através das gerações durante o envelhecimento, os cientistas da UC San Diego descobriram que a perda total desse silenciamento leva ao envelhecimento celular acelerado e à morte. Contudo, os pesquisadores descobriram da mesma forma que o silenciamento contínuo da cromatina também leva as células a uma vida útil mais curta.
p Então, o silenciamento da cromatina ou não silenciamento é a resposta para retardar o envelhecimento? A resposta derivada do novo estudo:Ambos.
p De acordo com os pesquisadores, a natureza desenvolveu uma maneira inteligente de resolver esse dilema.
p "Em vez de ficar no estado de silenciamento ou silenciamento de perda, as células trocam seu DNA entre os estados aberto (perda de silenciamento) e fechado (silenciamento) periodicamente durante o envelhecimento, "disse Hao." Desta forma, as células podem evitar uma duração prolongada em qualquer estado, o que é prejudicial, e manter um equilíbrio baseado no tempo importante para sua função e longevidade. "
p As células alternam periodicamente entre "ligado" e "desligado" em seu estado de cromatina durante o envelhecimento. As células envelhecidas perdem essa capacidade de comutação, resultando em morte celular. Essas descobertas revelam uma causa potencial do envelhecimento celular e sugerem novas maneiras de promover a longevidade. Crédito:UC San Diego
p Porque eles conduziram seus experimentos com fermento, os pesquisadores dizem que analisar essa dinâmica em humanos é provavelmente muito mais complexo e requer estudos mais intrincados.
p "Quando as células envelhecem, eles perdem a capacidade de manter essa troca periódica, resultando em fenótipos envelhecidos e, eventualmente, morte, "disse Hao." A implicação aqui é que, se pudermos de alguma forma ajudar as células a reforçar a troca, especialmente à medida que envelhecem, podemos retardar seu envelhecimento. E essa possibilidade é o que buscamos atualmente. "
p Hao credita as descobertas a uma equipe multidisciplinar de pesquisadores da UC San Diego que têm experiência complementar e compartilham um interesse comum no estudo do envelhecimento. incluindo professores, alunos e pós-doutorandos. Além da experiência de Hao em Biologia Molecular / Biologia Quantitativa, outros membros do corpo docente da equipe incluem Lorraine Pillus (Biologia Molecular), Jeff Hasty (Biologia Molecular / Bioengenharia) e Lev Tsimring (BioCircuits Institute). o
PNAS papel marca as primeiras descobertas significativas da colaboração.
p "Acredito que esta colaboração produzirá em um futuro próximo muitos novos insights que transformarão nossa compreensão da biologia básica do envelhecimento e levarão a novas estratégias para promover a longevidade em humanos, "disse Hao.