Uma fonte da juventude para o envelhecimento das células-tronco na medula óssea

Max Planck Society

Capa: Cálcio corado (marrom escuro) nas células-tronco da medula óssea: as células-tronco jovens (esquerda) produzem mais material para o osso do que as células-tronco velhas (centro). Eles podem ser rejuvenescidos adicionando acetato de sódio (direita). Crédito: Instituto Pouikli / Max Planck de Biologia do Envelhecimento

À medida que envelhecemos, nossos ossos ficam mais finos, sofremos fraturas com mais frequência e doenças ósseas, como a osteoporose, têm maior probabilidade de ocorrer. 

Um mecanismo responsável envolve a função prejudicada das células-tronco da medula óssea, que são necessárias para a manutenção da integridade óssea. 

Pesquisadores do Instituto Max Planck de Biologia do Envelhecimento e Grupo de Excelência CECAD para Pesquisa do Envelhecimento da Universidade de Colônia mostraram agora que a função reduzida das células-tronco com o envelhecimento se deve a mudanças em seu epigenoma. 

Eles foram capazes de reverter essas mudanças em células-tronco isoladas adicionando acetato. Essa fonte da juventude para o epigenoma pode se tornar importante para o tratamento de doenças como a osteoporose.

Pesquisadores do envelhecimento vêm observando a epigenética como uma causa dos processos de envelhecimento há algum tempo. 

A epigenética analisa as mudanças na informação genética  nos cromossomos que não alteram a sequência dos próprios genes, mas afetam sua atividade. 

Uma possibilidade são as mudanças nas proteínas chamadas histonas, que empacotam o DNA em nossas células e, portanto, controlam o acesso ao DNA. 

O grupo de pesquisa de Peter Tessarz em Colônia agora estudou o epigenoma das células- tronco mesenquimais . Essas células-tronco são encontradas na medula óssea e podem dar origem a diferentes tipos de células, como células de cartilagem, osso e gordura.

As mudanças epigenéticas do envelhecimento das células-tronco

“Queríamos saber por que essas células-tronco produzem menos material para o desenvolvimento e manutenção dos ossos à medida que envelhecemos, fazendo com que cada vez mais gordura se acumule na medula óssea. Para isso, comparamos o epigenoma de células-tronco de jovens e idosos. ratos “, explica Andromachi Pouikli, primeiro autor do estudo. “Pudemos ver que o epigenoma muda significativamente com a idade. Os genes que são importantes para a produção óssea são particularmente afetados.”

Rejuvenescimento do epigenoma

Os pesquisadores então investigaram se o epigenoma das células-tronco poderia ser rejuvenescido. Para fazer isso, eles trataram células-tronco isoladas da medula óssea de camundongos com uma solução nutritiva que continha acetato de sódio. A célula converte o acetato em um bloco de construção que as enzimas podem anexar às histonas para aumentar o acesso aos genes, aumentando assim sua atividade. “Este tratamento causou de forma impressionante o rejuvenescimento do epigenoma, melhorando a atividade das células-tronco e levando a uma maior produção de células ósseas”, disse Pouikli.

Para esclarecer se essa mudança no epigenoma também pode ser a causa do aumento do risco de fraturas ósseas ou osteoporose em humanos na velhice, os pesquisadores estudaram células-tronco mesenquimais humanas de pacientes após cirurgia de quadril. As células de pacientes idosos que também sofriam de osteoporose mostraram as mesmas alterações epigenéticas observadas anteriormente nos camundongos.

Uma nova abordagem terapêutica contra a osteoporose?

“O acetato de sódio também está disponível como aditivo alimentar , porém, não é aconselhável usá-lo nesta forma contra a osteoporose, pois nosso efeito observado é muito específico para certas células. No entanto, já existem primeiras experiências com terapias com células-tronco para a osteoporose. Esse tratamento com acetato também poderia funcionar nesse caso. No entanto, ainda precisamos investigar com mais detalhes os efeitos em todo o organismo para excluir possíveis riscos e efeitos colaterais “, explica Peter Tessarz, que liderou o estudo.

Mais informações: Pouikli, A. et al, A remodelação da cromatina devido à degradação do portador de citrato prejudica a osteogênese de células-tronco mesenquimais envelhecidas, Nat Aging (2021). doi.org/10.1038/s43587-021-00105-8

Fornecido pela Max Planck Society 

Artigo original: https://medicalxpress.com/news/2021-09-fountain-youth-ageing-stem-cells.html

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