Em um novo estudo, pesquisadores da Universidade de Copenhague criaram com sucesso células-tronco que são mais eficazes no desenvolvimento de outros tipos de células, como uma versão mais jovem e em melhor forma de si mesmas — por meio de mudanças na dieta. Essas células-tronco são melhores do que as células-tronco normais na criação de células especializadas, como células hepáticas, cutâneas ou nervosas, uma característica essencial das células-tronco.

O estudo "Alteração da identidade celular de programas de metabolismo por meio da desacetilação dependente de NAD+" foi publicado no The EMBO Journal .

"Mostramos que, ao mudar a dieta, as células-tronco podem se rejuvenescer e se transformar em 'supercélulas-tronco'. Isso as força a metabolizar sua energia de uma forma diferente do que normalmente fariam, e esse processo essencialmente reprograma as células-tronco", afirma o primeiro autor, Robert Bone, professor assistente do Centro de Medicina de Células-Tronco da Fundação Novo Nordisk, também conhecido como reNEW.

Especificamente, os pesquisadores mudaram o tipo de açúcar disponível nas células-tronco no meio em que crescem. As células usam o açúcar para gerar energia.

"O que é realmente impressionante é que elas não são apenas melhores em diferenciação, mas também se mantêm em forma e saudáveis muito melhor ao longo do tempo, em comparação com células-tronco em condições de cultura padrão. E isso é feito com um método relativamente simples", afirma o autor correspondente Joshua Brickman, professor da reNEW.

"Há muitos usos futuros potenciais para 'supercélulas-tronco'", ressalta Joshua Brickman.

Considerando que agora temos um meio simples de rejuvenescer células, queremos investigar como esse truque poderia funcionar em diversos tipos de células. Por exemplo, podemos usar essa dieta para revitalizar células do fígado ou do coração e usá-las para tratar pacientes com insuficiência cardíaca congestiva ou cirrose hepática? Talvez possamos usar esse truque para regenerar células envelhecidas e tratar doenças como Parkinson, osteoporose ou diabetes.

Uma área de interesse dos pesquisadores é o tratamento de fertilidade, especificamente a fertilização in vitro. Descobriu-se que as "supercélulas-tronco" são eficazes na produção de um determinado tipo de tecido que se forma durante o desenvolvimento embrionário inicial e que é importante para o sucesso do tratamento de fertilização in vitro.

"Uma das coisas que as 'supercélulas-tronco' parecem ser mais capazes de produzir é uma linhagem celular que se transforma em algo chamado saco vitelínico. Pesquisas anteriores descobriram que a formação de um saco vitelínico em embriões cultivados em placa é muito importante para sua capacidade de se implantar e gerar gestações bem-sucedidas", diz Robert Bone.

"Esperamos aprimorar a tecnologia de fertilização in vitro desenvolvendo uma cultura para fertilização in vitro que utilize o mesmo processo metabólico. Esperamos que ela possa ser usada como parte do regime de cultura de embriões utilizado na clínica para aumentar as taxas de sucesso da implantação", acrescenta Joshua Brickman.

As células-tronco são células fundamentais e únicas em nossos corpos, capazes de se replicar e evoluir para outros tipos celulares especializados, como células hepáticas, cutâneas ou nervosas, em um processo conhecido como diferenciação. As células-tronco embrionárias (CTEs) são cultivadas a partir de um embrião e mantidas em uma placa de cultura. Essas células podem ser desenvolvidas em tipos celulares especializados em uma placa de cultura.

No futuro, pesquisadores acreditam que as células-tronco poderão ser usadas para desenvolver novos tratamentos que substituam ou reparem tecidos e órgãos danificados ou restaurem funções perdidas devido a doenças ou danos. Isso é conhecido como medicina regenerativa.

Neste estudo, pesquisadores criaram um novo meio de cultura para células-tronco embrionárias (CTEs) de camundongos. Simplificando, eles substituíram um tipo de açúcar na cultura, conhecido como glicose, por um açúcar diferente, a galactose. Essa mudança de "dieta" bloqueia o metabolismo normal da glicose e restringe a fonte de energia das células a um processo metabólico conhecido como fosforilação oxidativa.

Ao mudar sua fonte de nutrientes, as CCEs são reprogramadas para um estágio anterior de desenvolvimento, o que aumenta sua capacidade de se diferenciar em outros tipos de células.

Os pesquisadores descobriram que uma proteína sinalizadora específica, conhecida por regular o envelhecimento celular, foi ativada pela mudança no metabolismo do açúcar. Isso, por sua vez, fez com que outras proteínas-chave se ligassem melhor ao DNA.

O resultado líquido do novo processo metabólico é que o DNA fica mais densamente "aglomerado" em áreas com informação genética redundante e não em áreas com instruções importantes e relevantes. Isso reduz o volume de informações irrelevantes e amplifica as informações diretamente relevantes.

Essa " relação sinal-ruído " melhorada faz com que as células-tronco tenham uma melhor compreensão do que devem fazer e se comportem como se estivessem em um estágio anterior de desenvolvimento, tendo um melhor desempenho como células-tronco.

A deterioração da "relação sinal-ruído" também está por trás de certas características do envelhecimento, descobriram os pesquisadores: é quase como levar seus avós a um restaurante lotado e eles não conseguirem ouvir por dois motivos: você não está falando alto o suficiente e eles não conseguem filtrar o ruído de fundo . Células-tronco envelhecidas podem ter o mesmo problema em ouvir seus próprios genomas.