Coma menos, viva mais

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Cientistas da Salk mostram como a restrição calórica previne os efeitos negativos do envelhecimento nas células

LA JOLLA — Se você deseja reduzir os níveis de inflamação em todo o corpo, retardar o aparecimento de doenças relacionadas à idade e viver mais — coma menos. Essa é a conclusão de um novo estudo realizado por cientistas dos EUA e da China, que fornece o relatório mais detalhado até o momento sobre os efeitos celulares de uma dieta com restrição calórica em ratos. Embora os benefícios da restrição calórica sejam conhecidos há muito tempo, os novos resultados mostram como essa restrição pode proteger contra o envelhecimento nas vias celulares, conforme detalhado em Célula fevereiro 27, 2020.

“Já sabíamos que a restrição calórica aumenta o tempo de vida, mas agora mostramos todas as mudanças que ocorrem no nível de uma única célula para causar isso”, diz Juan Carlos Izpisua Belmonte, co-autor correspondente do novo artigo, professor do Laboratório de expressão gênica de Salk e titular da cadeira Roger Guillemin. “Isso nos dá alvos nos quais podemos eventualmente agir com medicamentos para tratar o envelhecimento em humanos”.

O envelhecimento é o maior fator de risco para muitas doenças humanas, incluindo câncer, demência, diabetes e síndrome metabólica. A restrição calórica demonstrou em modelos animais ser uma das intervenções mais eficazes contra essas doenças relacionadas à idade. E embora os pesquisadores saibam que as células individuais sofrem muitas mudanças à medida que um organismo envelhece, eles não sabem como a restrição calórica pode influenciar essas mudanças.

No novo artigo, Belmonte e seus colaboradores – incluindo três ex-alunos de seu laboratório Salk que agora são professores administrando seus próprios programas de pesquisa na China – compararam ratos que comeram 30% menos calorias com ratos em dietas normais. As dietas dos animais foram controladas dos 18 meses aos 27 meses. (Em humanos, isso seria aproximadamente equivalente a alguém seguindo uma dieta com restrição calórica dos 50 aos 70 anos.)

Tanto no início quanto no fim da dieta, a equipe de Belmonte isolou e analisou um total de 168,703 células de 40 tipos celulares nos 56 ratos. As células vieram de tecidos adiposos, fígado, rim, aorta, pele, medula óssea, cérebro e músculos. Em cada célula isolada, os pesquisadores usaram tecnologia de sequenciamento genético de célula única para medir os níveis de atividade dos genes. Eles também analisaram a composição geral dos tipos de células em qualquer tecido. Então, eles compararam ratos velhos e jovens em cada dieta.

Muitas das mudanças que ocorreram quando os ratos com uma dieta normal envelheceram não ocorreram em ratos com uma dieta restrita; mesmo na velhice, muitos dos tecidos e células dos animais na dieta se assemelhavam muito aos de ratos jovens. No geral, 57 por cento das alterações relacionadas à idade na composição celular observadas nos tecidos de ratos com dieta normal não estavam presentes nos ratos com dieta restrita em calorias.

“Essa abordagem não apenas nos disse o efeito da restrição calórica nesses tipos de células, mas também forneceu o estudo mais completo e detalhado do que acontece no nível de uma única célula durante o envelhecimento”, diz o autor co-correspondente Guang-Hui Liu, um professor da Academia Chinesa de Ciências.

Algumas das células e genes mais afetados pela dieta estão relacionados à imunidade, inflamação e metabolismo lipídico. O número de células imunológicas em quase todos os tecidos estudados aumentou dramaticamente à medida que os ratos de controle envelheciam, mas não foi afetado pela idade em ratos com calorias restritas. No tecido adiposo marrom – um tipo de tecido adiposo – uma dieta com restrição calórica reverteu os níveis de expressão de muitos genes anti-inflamatórios aos observados em animais jovens.

“A principal descoberta no estudo atual é que o aumento da resposta inflamatória durante o envelhecimento pode ser sistematicamente reprimido pela restrição calórica”, diz o autor co-correspondente Jing Qu, também professor da Academia Chinesa de Ciências.

Quando os pesquisadores se concentraram nos fatores de transcrição – essencialmente interruptores mestres que podem alterar amplamente a atividade de muitos outros genes – que foram alterados pela restrição calórica, um se destacou. Os níveis do fator de transcrição Ybx1 foram alterados pela dieta em 23 tipos diferentes de células. Os cientistas acreditam que Ybx1 pode ser um fator de transcrição relacionado à idade e estão planejando mais pesquisas sobre seus efeitos.

“As pessoas dizem que 'você é o que você come', e estamos descobrindo que isso é verdade de várias maneiras”, diz Concepcion Rodriguez Esteban, outro dos autores do artigo e pesquisador da Salk. “O estado de suas células à medida que você envelhece depende claramente de suas interações com o ambiente, o que inclui o que e quanto você come”.

A equipe agora está tentando utilizar essas informações em um esforço para descobrir os alvos das drogas envelhecidas e implementar estratégias para aumentar a expectativa de vida e a saúde.

Outros pesquisadores no estudo foram Shuai Ma, Shuhui Sun, Lingling Geng, Moshi Song, Wei Wang, Yanxia Ye, Qianzhao Ji, Zhiran Zou, Si Wang e Qi Zhou da Academia Chinesa de Ciências; Xiaojuan He, Wei Li, Piu Chan e Weiqi Zhang do Xuanwu Hospital Capital Medical University; Xiao Long do Peking Union Medical College Hospital; e Guoji Guo da Escola de Medicina da Universidade de Zhejiang.

O trabalho e os pesquisadores envolvidos foram apoiados por doações do Programa Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento da China, Programa de Pesquisa Prioritária Estratégica da Academia Chinesa de Ciências, Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, Fundação de Ciências Naturais de Pequim, Comissão Municipal de Saúde de Pequim e Planejamento Familiar, Centro de Inovação Avançada para Proteção do Cérebro Humano, Laboratório Chave Estadual de Biologia de Membranas, Fundação Moxie e Fundação Glenn.

DOI: DOI: 10.1016/j.cell.2020.02.008