Cientistas descobrem como o hipotálamo do cérebro controla o envelhecimento e o controle para retardá-lo

Cientistas descobrem como o hipotálamo do cérebro controla o envelhecimento e o controle para retardá-lo
Células-tronco neurais que foram transplantadas em um cérebro de camundongo, desenvolvendo-se aqui em neurônios.
Yirui Sun, Wellcome Images, CC BY-SA

Se você não fuma, então seu principal fator de risco para morrer é provavelmente a sua idade. Isso porque quase eliminamos a mortalidade no início da vida, graças aos avanços da ciência e da engenharia. Mas, apesar desse progresso, ainda não descobrimos como eliminar os efeitos danosos do próprio envelhecimento.

Agora um novo estudo em ratos, publicado na Nature, revela que as células-tronco (um tipo de célula que pode se desenvolver em muitos outros tipos) em uma área específica do cérebro regulam o envelhecimento. A equipe ainda conseguiu desacelerar e acelerar o processo de envelhecimento, transplantando ou excluindo células-tronco na região.

O envelhecimento representa um importante desafio para a sociedade. Por 2050, haverá quantos idosos (idade 65 +) como crianças (abaixo de 15) na Terra pela primeira vez. Essa mudança é refletida estresse sem precedentes nos nossos sistemas de saúde e assistência social. Entender como podemos nos manter em boa saúde à medida que envelhecemos está se tornando cada vez mais importante.

Os mecanismos que mantêm os organismos saudáveis são relativamente poucos em número e conservados entre espécies, o que significa que podemos aprender muito sobre eles, estudando animais como ratos. Entre os mais importantes são células senescentes - células disfuncionais que se acumulam à medida que envelhecemos e causam danos ao tecido - inflamação crônica e exaustão de células-tronco. Acredita-se que esses mecanismos estejam conectados no nível celular e tecidual. Tal como acontece com um anel de dominó, uma queda em qualquer lugar pode provocar um colapso catastrófico.

Células que desaparecem

Os pesquisadores por trás do novo estudo estavam estudando o hipotálamo do camundongo, que conhecemos há algum tempo controla o envelhecimento. Essa estrutura do tamanho de uma amêndoa no centro do cérebro liga os sistemas nervoso e endócrino (hormônio). O hipotálamo ajuda a regular muitas necessidades básicas e comportamentos, incluindo fome, sono, medo e agressão. No cérebro humano, a iniciação de comportamentos geralmente é complexa, mas se você fugir em pânico cego ou se encontrar numa fúria resplandecente, então seu hipotálamo está temporariamente no lugar do motorista.

A equipe analisou um grupo especializado de células-tronco dentro do hipotálamo e monitorou o que aconteceu com elas como coortes de camundongos idosos. Os ratos normalmente vivem por cerca de dois anos, mas descobriram que essas células começaram a desaparecer por volta dos meses 11. Nos meses 22, eles desapareceram completamente. A taxa em que as células-tronco foram perdidas correlacionou-se estreitamente com as mudanças de envelhecimento nos animais, tais como declínios na aprendizagem, memória, sociabilidade, resistência muscular e desempenho atlético.

Mas correlação não significa causalidade. Para descobrir se o declínio estava causando essas mudanças de envelhecimento, eles excluíram células-tronco usando um vírus especialmente projetado que só iria matá-los na presença da droga Ganciclovir. Em camundongos 15 de um mês de idade, receber essa combinação de drogas destruiu 70% de suas células-tronco hipotalâmicas. Eles prematuramente mostraram sinais de envelhecimento e morreram aproximadamente 200 dias antes como resultado. Isso é significativo, pois os ratos vivem apenas por cerca de 730 dias.

O grupo também implantou células-tronco hipotalâmicas de camundongos recém-nascidos em animais de meia-idade. Neste caso, os animais tornaram-se mais sociais, tiveram um melhor desempenho cognitivo e viveram cerca de 200 por mais tempo do que teriam.

Esses experimentos também forneceram pistas sobre como as células-tronco hipotalâmicas estavam sendo perdidas em primeiro lugar. A implantação só funcionou quando as células-tronco foram geneticamente modificadas para serem resistentes à inflamação. Parece que, à medida que os animais envelheceram, a inflamação crônica de baixo grau no hipotálamo aumentou.

Esta inflamação é provavelmente causada pela acúmulo de células senescentes ou em volta neurônios entrando em um estado semelhante ao senescente. A inflamação mata as células-tronco hipotalâmicas porque elas são as mais sensíveis a danos. Isso, então, interrompe a função do hipotálamo com efeitos colaterais em todo o organismo. E assim os dominós caem.

Elixir da juventude?

O objetivo final do envelhecimento da pesquisa é a identificação de alvos farmacêuticos ou intervenções de estilo de vida que melhorem a saúde humana mais tarde na vida. Embora este seja um estudo em camundongos, se pudermos mostrar que os mesmos mecanismos estão em ação em humanos, poderemos um dia usar uma técnica semelhante para melhorar a saúde na vida adulta. Mas isso ainda é um longo caminho no futuro.

Outras intervenções, como a remoção de células senescentes, também melhoram a saúde, prolongando a vida em até 180 dias Em ratos. Um próximo passo lógico é ver se essas intervenções “empilham”.

O estudo também demonstra que as células-tronco hipotalâmicas exercem importantes efeitos através da secreção de miRNAs, que controlam muitos aspectos de como as células funcionam. MiRNAs são RNAs curtos e não-codificantes - uma molécula que é mais simples que o DNA, mas também pode codificar informações. Quando miRNAs foram fornecidos isoladamente a camundongos sem células-tronco, eles realmente mostraram melhorias similares àqueles que receberam tratamento com células-tronco.

A entrega de miRNAs como drogas ainda está em sua infância mas o estudo sugere vias potenciais para a reposição de um hipotálamo desnudado de células estaminais: prevenindo a sua perda em primeiro lugar controlando a inflamação. Isto pode ser conseguido através do desenvolvimento de drogas que matam as células senescentes ou o uso de compostos antiinflamatórios.

A pesquisa é importante porque demonstra de maneira elegante como diferentes mecanismos de manutenção da saúde interagem. No entanto, uma desvantagem é que apenas ratos machos foram usados. É bem conhecido que a estrutura do hipotálamo difere marcadamente entre os sexos. Drogas e mutações que prolongam a vida útil também costumam mostrar potência diferente entre machos e fêmeas.

A ConversaçãoSe os humanos serão capazes de viver significativamente mais do que o atual máxima duração de 125 anos é difícil dizer. Mas parece que a maior barreira para uma vida mais saudável não é mais a taxa de progresso, mas a velocidade com a qual podemos transformar nosso crescente conhecimento da biologia do envelhecimento em drogas e conselhos sobre estilo de vida.

Sobre o autor

Richard Faragher, Professor de Biogerontologia, University of Brighton

Este artigo foi originalmente publicado em A Conversação. Leia o artigo original.

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