Ultrassom de baixa frequência pode rejuvenescer células envelhecidas

A senescência celular , descrita pela primeira vez in vitro em 1961 por Hayflick, tornou-se uma prioridade para as empresas de biotecnologia que visam melhorar a saúde humana. Caracterizada por uma parada permanente da proliferação, a senescência celular ocorre em resposta a estresses endógenos e exógenos, incluindo disfunção dos telômeros , ativação de oncogenes – genes que ajudam a regular o crescimento e a divisão celular, podem induzir a proliferação de células cancerígenas – e danos persistentes no DNA .

Concretamente, a senescência é um processo pelo qual uma célula envelhece e para permanentemente de se dividir, mas não morre. Com o tempo, muitas dessas células antigas podem se acumular nos tecidos de todo o corpo. Essas células permanecem ativas e podem liberar substâncias nocivas, que podem causar inflamação e danificar as células saudáveis ​​próximas. A senescência pode desempenhar um papel no desenvolvimento de câncer e outras doenças.

De fato, as células senescentes secretam numerosas moléculas pró-inflamatórias, fatores de crescimento, quimiocinas, matrizes extracelulares, proteases e citocinas (agrupadas sob o acrônimo SASP, para “fenótipo secretor associado à senescência”). Portanto, a remoção direcionada de células senescentes pode potencialmente diminuir as patologias associadas à idade, incluindo osteoartrite , diabetes , osteoporose , doenças neurodegenerativas e expectativa de vida geral.

Recentemente, um grupo de pesquisa da Universidade do Texas desenvolveu um método baseado em ultrassom de baixa frequência para reiniciar a divisão celular em células velhas e fazer com que elas percam marcadores de senescência. Assim, um rato velho viu seu desempenho físico melhorar. O estudo foi publicado no bioRxiv .

Ultrassom para estimular células e moderar mitocôndrias

Para demonstrar o papel do ultrassom, os autores induziram quimicamente a senescência em camundongos e depois trataram as células durante três dias com a aplicação de ultrassom de baixa frequência. Eles também injetaram corantes fluorescentes para acompanhar a evolução celular no tecido adiposo, no pâncreas e nos rins, também em culturas de células humanas e de macacos.

Concretamente, o ultrassom produz ondas de pressão de curta duração nas células, aplicando tensões mecânicas. Essas condições são inofensivas para os tecidos normais e não influenciam negativamente as funções celulares normais. Os pesquisadores usaram ultrassom com frequência abaixo de 100 quilohertz, bem abaixo dos 2.000 kHz usados ​​para imagens médicas.

No entanto, no caso de células senescentes induzidas quimicamente, o tratamento com ultrassom de baixa frequência (ou LFU) pode restaurar o comportamento normal. As células retomam sua divisão, não secretam mais SASP, seu tamanho diminui e suas mitocôndrias diminuem de comprimento.

Você deve saber que o papel das mitocôndrias no envelhecimento celular é reconhecido há muito tempo. Ao produzirem energia celular na forma de ATP, também geram espécies reativas de oxigênio (ROS) que induzem dano macromolecular, cujo acúmulo perturba todo o metabolismo celular e a integridade do material genético, dois estímulos fundamentais da senescência. Recentemente, a dinâmica da membrana mitocondrial também tem sido implicada na senescência, pois são essenciais para a mitofagia ou eliminação seletiva de mitocôndrias alteradas, diretamente ligadas à autofagia. Assim, a inibição da fissão mitocondrial está associada ao acúmulo de mitocôndrias gigantes em células senescentes,

Além disso, surpreendentemente, os pesquisadores descobriram que células normais tratadas com LFU secretam fatores que reativam a divisão de células senescentes. Assim, parece que o tratamento isolado, com ultrassom de baixa frequência, pode reverter os efeitos negativos da senescência celular.

As conclusões, embora otimistas, ainda não foram fundamentadas. O estudo aguarda revisão por pares, sem mencionar que seria difícil usar tal dispositivo em humanos – ossos (muito mais grossos que os de camundongos) bloqueiam o ultrassom. Mas esta descoberta oferece esperança para a pesquisa antienvelhecimento e para doenças neurodegenerativas, como o mal de Alzheimer.

Um caminho para pesquisas e ensaios clínicos contra a doença de Alzheimer

De fato, uma equipe da Universidade de Queensland, na Austrália, liderada por Jürgen Götz, descobriu que camundongos submetidos a uma frequência maior de ultrassom apresentam melhorias na memória, e um pequeno teste está em andamento para determinar se isso pode ajudar pessoas com doença de Alzheimer .

O professor Götz aponta que o estudo é um passo importante para determinar se o ultrassom pode ser feito com segurança. Segue-se a descoberta pioneira, publicada em 2015, de que o ultrassom pode eliminar o acúmulo de placas amiloides tóxicas – uma das características da doença de Alzheimer e, acima de tudo, restaurar as funções da memória.

Götz disse em um comunicado : “ Atualmente não há tratamento eficaz para a doença de Alzheimer. É, portanto, extremamente gratificante poder futuramente tratar a doença com ultrassom ”.

O estudo de 12 meses está sendo conduzido no Mater Hospital Brisbane e UQ, supervisionado pelo pesquisador e neurologista Peter Nestor. Ele explica: “ Estamos tratando uma área na parte posterior do cérebro que é afetada no início da evolução da doença de Alzheimer. Cada participante receberá quatro tratamentos dados quinzenalmente e, após a conclusão da sessão, fará uma ressonância magnética cerebral e repetirá o teste cognitivo ”.

Finalmente, como o ultrassom foi aprovado para exposição humana em níveis de potência dez a cem vezes superiores aos níveis usados ​​no estudo da Universidade do Texas, seus autores sugerem que é possível desenvolver terapias baseadas em ultrassom que possam inibir o aumento da fração de células senescentes nos tecidos (devido ao envelhecimento) e, assim, parar o aparecimento de muitas doenças relacionadas com a idade. Mais importante ainda, esses resultados demonstram que os tratamentos mecânicos podem substituir alguns tratamentos bioquímicos, e talvez até mesmo no caso da doença de Alzheimer.

Fonte: bioRxiv See More