Células concordam: o que não te mata te fortalece

Células concordam: o que não te mata te fortalece

Os cientistas da Salk mostram que as células se adaptam a estressores breves, aumentando os antioxidantes e a produção de energia a longo prazo

LA JOLLA—Todos nós já ouvimos a expressão: “o que não te mata te fortalece”. Agora, a pesquisa liderada por um cientista do Salk Institute sugere por que, em nível celular, isso pode ser verdade. A equipe relata que breves exposições a estressores podem ser benéficas, levando a célula a desencadear a produção sustentada de antioxidantes, moléculas que ajudam a se livrar do acúmulo celular tóxico relacionado ao metabolismo normal.

A pesquisa, publicada na revista Cell Metabolism em 16 de agosto de 2018, também revelou que o estresse de curto prazo nas células leva à remodelação das mitocôndrias, as usinas de força da célula que se deterioram com a idade, gerando menos subprodutos tóxicos. As descobertas podem levar a novas abordagens para combater os efeitos celulares do envelhecimento, possivelmente até estendendo a vida útil.

“A novidade deste estudo é que geramos um modelo no qual podemos desligar a produção de antioxidantes nas mitocôndrias, mas de forma reversível”, diz o professor Salk Gerald Shadel, o autor sênior do artigo. “Portanto, fomos capazes de induzir esse estresse em janelas de tempo específicas e ver como as células reagiam”.

No processo de conversão de alimentos em energia química, as mitocôndrias produzem uma substância química chamada superóxido, que tem um papel crítico nas células, mas é tóxica se se acumular. Por esta razão, as mitocôndrias também produzem uma enzima – superóxido dismutase, ou SOD – para converter o superóxido em uma forma menos tóxica.

Shadel queria saber como o estresse celular de curto prazo causado pelo superóxido mitocondrial no início do desenvolvimento pode afetar a saúde mais tarde na vida. Assim, ele liderou uma equipe de pesquisadores da Escola de Medicina de Yale e da Appalachian State University no desenvolvimento de uma abordagem para desligar a enzima SOD por curtos períodos de tempo, a fim de estudar como as células e os animais respondiam ao estresse celular do acúmulo tóxico.

Em um grupo de camundongos geneticamente idênticos no útero, metade com um interruptor molecular “desligado” para SOD experimentou um breve estresse quando a enzima foi desativada. Depois que os camundongos nasceram e continuaram a crescer até a idade adulta, os dois grupos pareciam muito semelhantes. Mas as amostras de fígado coletadas quando eles tinham quatro semanas de idade contaram uma história surpreendentemente diferente: os camundongos cuja enzima SOD foi desligada brevemente para desencadear o estresse nas mitocôndrias tinham - surpreendentemente - níveis mais altos de antioxidantes, mais mitocôndrias e menos acúmulo de superóxido do que os camundongos que não havia passado por estresse. Além disso, as células cultivadas em placas, metade das quais continham o interruptor SOD, mostraram os mesmos resultados: aquelas que passaram por breves períodos de estresse mostraram-se resistentes ao estresse e mais saudáveis ​​do ponto de vista celular.

Quando a equipe analisou quais genes estavam sendo ativados nas placas de laboratório e nas amostras de fígado de todos os camundongos, eles encontraram caminhos moleculares inesperados em ação no grupo SOD que estavam reprogramando as mitocôndrias para produzir menos moléculas tóxicas e, ao mesmo tempo, aumentar a atividade antioxidante das células. capacidade.

O trabalho sugere que o estresse mitocondrial de curto prazo pode levar a adaptações de longo prazo (um conceito chamado “mitohormese”) que podem manter as células saudáveis ​​por mais tempo, evitando o envelhecimento e as doenças. A seguir, Shadel planeja estudar se o mecanismo aqui elucidado pode retardar os efeitos do envelhecimento em mamíferos.

Shadel, que ocupa a cadeira Audrey Geisel em Ciências Biomédicas, acrescenta: “Estamos entusiasmados em testar se as vias de sinalização únicas da mitohormese que elucidaremos neste novo modelo de camundongo podem ser direcionadas para prevenir doenças comuns relacionadas à idade, como câncer, Alzheimer e doenças cardíacas. doença."

Outros autores incluem Carly S. Cox, Sharen E. McKay, Marissa A. Holmbeck e Annie J. Tsay da Yale University; Brooke E. Christian da Appalachian State University; e Andrew C. Scortea e Laura E. Newman de Salk.

O trabalho foi financiado pelo National Institutes of Health, Yale School of Medicine e Salk Institute.