Ciência é INVESTIMENTO! Vamos transformar o Brasil em uma Nação rica e forte!

FONTE DA JUVENTUDE? Sinais de envelhecimento em camundongos são revertidos

FONTE DA JUVENTUDE? Sinais de envelhecimento em camundongos são revertidos

Vol. 1, N. 6, 28 de janeiro de 2014
DOI: http://dx.doi.org/10.15729/nanocellnews.2014.01.28.006

Imagine com o passar do tempo ao invés de você envelhecer fica cada vez mais novo? Parece a história do filme “O Curioso caso de Benjamim Button”, mas sem ser ficção. Os pesquisadores descobriram uma causa do envelhecimento em mamíferos que pode ser reversível.

A essência dessa descoberta é uma série de eventos moleculares que permitem a comunicação no interior das células entre o núcleo e a mitocôndria. Quando a comunicação é interrompida, o envelhecimento é acelerado. Através da administração de uma molécula produzida naturalmente pelo corpo humano, os cientistas restauraram a rede de comunicação entre a mitocôndria e o núcleo em camundongos mais velhos, invertendo os sinais do envelhecimento. Amostras de tecidos subsequentes mostraram características biológicas principais que eram comparáveis ​​aos de animais mais jovens.

Bom, mas o que são as mitocôndrias?

As mitocôndrias são organelas que estão dentro de todas células eucarióticas, aquelas que fazem a respiração celular, ou seja, convertem a glicose (carboidratos) e lipídeos (gorduras) em energia (Figura 1). Elas são verdadeiras “casas de força” das células, pois produzem energia para todas as atividades celulares (essa é apenas uma de suas funções dentre várias outras). A mitocôndria está presente na maioria dos eucariontes, exceto num grupo de protistas (seres formados por apenas uma célula, como a ameba e a giárdia, por exemplo) chamado Archezoa, apesar da análise genômica destes organismos indicar que podem ter perdido as mitocôndrias ao longo da evolução. A principal evidência disto é o fato de que, alguns genes codificadores de proteínas mitocondriais terem sido encontrados no genoma nuclear destes protistas (Bui & Bradley, 1996). As mitocôndrias foram descritas pela primeira vez por Altmann, em 1894 (que as denominou “bioblastos”), sugerindo a sua relação com a oxidação celular (a quebra de moléculas, como a glicose, por exemplo, usando o oxigênio). O seu número varia entre as células, sendo proporcional à atividade metabólica (quantidade de energia que cada célula consome, por exemplo, os músculos e neurônios despendem mais energia que as células do pulmão, então as células musculares e neurônios possuem mais mitocôndria do que as células do pulmão) de cada uma, indo de quinhentas a mil ou até dez mil dessas estruturas por célula. As mitocôndrias interagem com o núcleo da célula para garantir seu funcionando saudável.

 fonte-juventude

Figura 1: A anatomia de uma célula eucarionte de animais.

O processo de envelhecimento que foi descoberto é como um casal de casados, quando eles são jovens, eles se comunicam muito bem, mas ao longo do tempo, vivendo em ambientes fechados durante muitos anos, a comunicação é interrompida (bom, nem sempre, e espero que o seu também não o seja assim, porque o meu não o é… em breve começarei a escrever a respeito disso também). E, assim como com um casal, a comunicação entre o casal pode restaurar o casamento, resolvendo os problemas.

Este estudo foi um projeto conjunto entre a Harvard Medical School, do Instituto Nacional sobre Envelhecimento dos EUA, e da Universidade de New South Wales, em Sidney, na Austrália, sob o comando do professor Dr. David Sinclair. Os resultados foram publicados na revista científica CELL (1).

FALHA NA COMUNICAÇÃO

As mitocôndrias são muitas vezes referidas como a “casa de energia” da célula gerando energia química para realizar funções biológicas essenciais. Essas organelas autoindependentes, pois elas podem replicar-se ou multiplicar-se dentro das células por si mesmas, já que possuem seu próprio material genético, têm sido identificadas como os principais jogadores biológicos no envelhecimento. Como elas tornam-se cada vez mais disfuncionais ou perdem suas funções com o passar do tempo, muitas condições relacionadas à idade, como as doenças de Alzheimer e diabetes, gradualmente vão sendo estabelecidas.

Pesquisadores têm sido geralmente céticos em relação à ideia de que o envelhecimento pode ser revertido, devido, principalmente, a teoria predominante de que os males relacionados à idade são o resultado de mutações no DNA mitocondrial _ e as mutações não podem ser revertidas.

O Prof. Sinclair e seu grupo têm estudado a ciência fundamental do envelhecimento _ que é amplamente definida como o declínio gradual na função do organismo com o tempo _ por muitos anos, concentrando-se principalmente em um grupo de genes chamado sirtuins. Estudos prévios realizados em seu laboratório mostraram que um desses genes, SIRT1, foi ativado pelo composto resveratrol, que é encontrado em uvas, vinho tinto e algumas nozes. Veja bem, o resveratrol é aquele mesmo composto que é dito ajudar a reduzir os níveis de colesterol no sangue, prevenindo o infarto do miocárdio. Mas, não estou dizendo aqui que você deva beber vinho até cair… Pelo contrário, pode beber suco de uva e comer nozes que são muito mais saudáveis do que quaisquer bebidas alcóolicas!

A proteína SIRT1, (a proteína é o produto do gene sirt1, que está no cromossomo da célula) em vermelho, circunda os cromossomos da célula, em azul na Figura 2.

fonte-juventude-2

Figura 2: Proteína Sirt1, em vermelho, circunda os cromossomos da célula, em azul. Imagem realizada por Ana Gomes.

Ana Gomes, uma pós-doutorando no laboratório do Prof. Sinclair, vem estudando camundongos em que este gene SIRT1 foram removidos. Enquanto eles precisamente previam que estes camundongos apresentavam sinais de envelhecimento, incluindo a disfunção mitocondrial, os pesquisadores ficaram surpresos ao descobrir que a maioria das proteínas mitocondriais provenientes do núcleo da célula estava em níveis normais, apenas aqueles codificados pelo genoma mitocondrial foram reduzidos. O que estava em desacordo com o que a literatura descrevia.

Conforme Gomes e seus colegas investigavam as possíveis causas para isso, eles descobriram uma cascata complexa de eventos que começa com uma substância química chamada NAD (Nicotinamida Adenina Dinucleotídeo, uma substância que serve como aceptor de elétrons na cadeia de respiração celular e doa eles para o oxigênio, o que respiramos, ao final da cadeia respiratória, produzindo assim, mais energia para consumo da célula, na forma de ATP) e termina com uma molécula-chave que transporta informação e coordena as atividades entre o genoma nuclear da célula e o genoma mitocondrial. As células permaneciam saudáveis enquanto a coordenação entre os genomas permanecia fluida. O papel de SIRT1 é intermediário, semelhante a um guarda de segurança, que garante que uma molécula intrometida chamada HIF-1 não interferisse com a comunicação.

Por razões ainda pouco claras, à medida que envelhecemos, os níveis iniciais de NAD declinam. Sem NAD suficiente, SIRT1 perde sua capacidade de manter o controle sobre HIF-1. Os níveis de HIF-1 começam a aumentar causando estragos na comunicação entre o genoma que se mantêm de forma mais suave. Com o tempo, os pesquisadores descobriram, que esta perda de comunicação reduz a capacidade da célula em produzir energia e os sinais de envelhecimento e diversas doenças tornam-se aparentes.

Esta foi a primeira vez que este componente específico do processo de envelhecimento foi descrito.

Enquanto o colapso deste processo provoca um rápido declínio da função mitocondrial, outros sinais de envelhecimento levam mais tempo para ocorrer. Gomes descobriu que, através da administração de um composto endógeno (chamado Nicotinamida Mononucleotídeo, NMN, um precursor de NAD que aumentas seus níveis in vivo) que as células o transformam no NAD, ela poderia reparar a rede quebrada e rapidamente restaurar a comunicação e função mitocondrial. Se o composto for dado suficientemente cedo _ antes do acúmulo de excessiva mutação _ dentro de poucos dias, alguns aspectos do processo de envelhecimento podem ser revertidos (Figura 3).

 fonte-juventude-3

Figura 3: Quando Sirt1 perde a sua capacidade de monitorar HIF-1, a comunicação entre a mitocôndria e o núcleo se rompe, acelerando o envelhecimento.

RELAÇÃO COM O CÂNCER

Examinando músculos de camundongo de dois anos de idade, que tinham sido tratados com o composto de produção de NAD por apenas uma semana, os pesquisadores olharam para os indicadores de resistência à insulina, inflamação e perda de massa muscular. Em todos os três casos, os tecidos dos camundongos de dois anos (que podem ser comparados com seres humanos de 60 anos), assemelhavam-se aos de camundongos com seis meses de idade, ou seja, com humanos de aproximadamente 18 anos de idade.

Um aspecto particularmente importante deste achado envolve HIF-1. Mais do que apenas uma molécula intrusiva que interrompe a comunicação, HIF-1 torna-se ativa quando o corpo é privado de oxigênio. Caso contrário, ela permanece em silêncio, ou seja, desativada. O câncer, no entanto, é conhecido em ativar e sequestrar o HIF-1. Pesquisadores têm investigado a função precisa que HIF-1 desempenha no crescimento do câncer.

É certamente significativo descobrir que uma molécula que é ativada em muitos tipos de cânceres também é ativada durante o envelhecimento. É um começo que se desenrola agora em que a fisiologia do câncer é, em certos aspectos, semelhante à fisiologia do envelhecimento. Talvez isso possa explicar por que o maior risco de câncer é a idade.

Ainda há muito trabalho a ser realizado, mas se estes resultados persistirem, alguns aspectos do envelhecimento poderão ser revertidos se detectados precocemente.

Os pesquisadores estão avaliando agora os resultados em longo prazo do composto de produção de NAD em camundongos e como isso o afeta como um todo. Eles também estão explorando se o composto pode ser utilizado para tratar de forma segura as doenças mitocondriais raras ou de doenças mais comuns, tais como o diabetes do tipo 1 e do tipo 2. A longo prazo, Sinclair planeja testar se o composto fará com que os camundongos tenham uma vida mais saudável .

Referência

1. Gomes AP, Price NL, Ling AJ, Moslehi JJ, Montgomery MK, Rajman L, et al. Declining NAD(+) Induces a Pseudohypoxic State Disrupting Nuclear-Mitochondrial Communication during Aging. Cell. 2013 Dec 19;155(7):1624-38. PubMed PMID: 24360282. Epub 2013/12/24. eng.

Print Friendly
  • FONTE DA JUVENTUDE? Sinais de envelhecimento em camundongos são revertidos
  • 2
  1. matilde disse:

    MUITO INTERESSANTE

    31/janeiro/2014 ás 23:42
  2. Rodrigo Resende disse:

    uma possibilidade para reduzirmos não só a velhice, mas as doenças que levam a aceleram.

    17/março/2014 ás 13:37

Deixe uma resposta

O seu endereço de email não será publicado Campos obrigatórios são marcados *


*

Você pode usar estas tags e atributos de HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>