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Jejum aumenta a capacidade regenerativa das células-tronco

Tratamento medicamentoso que imita o jejum também poderia proporcionar o mesmo benefício, conclui o estudo

Maria Mihaylova and Chia-Wei Cheng

As Células-tronco intestinais de camundongos que jejuaram por 24 horas (à direita) produziram organóides intestinais muito mais substanciais do que as células-tronco de camundongos que não jejuavam (à esquerda).

À medida que as pessoas envelhecem, suas células-tronco intestinais começam a perder a capacidade de regeneração. Estas células-tronco são a fonte de todas as novas células intestinais, logo, esse declínio pode dificultar a recuperação do indivíduo de infecções gastrointestinais e outras doenças que afetam o intestino.

Essa perda de células-tronco relacionada ao envelhecimento pode ser reversível com um jejum de 24 horas, de acordo com um novo estudo de biólogos do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT). Os pesquisadores descobriram que jejuar melhora drasticamente a habilidade de regeneração das células-tronco, tanto em novos como em velhos camundongos.

Nos camundongos que jejuaram, as células começaram a quebrar ácidos graxos ao invés de glicose, uma mudança que estimula as células-tronco a se tornarem mais regenerativas. Os pesquisadores descobriram que seria possível melhorar a regeneração com uma molécula que ativa a mesma mudança metabólica. Essa intervenção poderia ajudar as pessoas mais velhas a se recuperarem de infecções gastrointestinais ou pessoas com câncer que passam por quimioterapia, dizem os pesquisadores.

“O jejum tem muitos efeitos no intestino, que incluem a regeneração, bem como potenciais melhorias em qualquer tipo de doença relacionada ao intestino, como infecções ou cânceres”, diz Omer Yilaz, professor assistente de biologia do MIT, membro do Instituto Koch para Pesquisa Integrativa sobre o Câncer e um dos autores do estudo. “Entender como o jejum melhora a saúde num geral, incluindo o papel das células tronco adultas na regeneração intestinal, reparo e envelhecimento é o interesse fundamental da nossa pesquisa.”

David Sabatini é um professor de biologia  do MIT, membro do Instituto Whitehead de Pesquisa Biomédica, e um dos autores do artigo, que foi publicado na edição de 3 de maio da revista Cell Stem Cell. “Esse estudo nos deu evidências de que o jejum induz uma mudança metabólica nas células-tronco intestinais, ao utilizar carboidratos para queimar a gordura” diz Sabatini. “Curiosamente, a mudança dessas células para a oxidação de ácidos graxos aumentou significativamente sua função. Um direcionamento farmacológico nesse sentido pode proporcionar uma oportunidade terapêutica para melhorar a homeostase dos tecidos em patologias associadas à idade."

Os principais autores do artigo são Maria Mihaylova, pós-doutoranda do Instituto Whitehead, e Chia Wei Cheng,  pós-doutoranda do Instituto Koch.

Acelerando a regeneração

Por muitas décadas, os cientistas souberam que ingerir poucas calorias aumenta a longevidade em humanos e em outras espécies. Assim, Yilmaz e seus colegas tiveram o interesse em explorar como o jejum exerce seus efeitos à nível molecular, especificamente no intestino.

Células-tronco do intestino são responsáveis por manter o revestimento do intestino, que normalmente se auto-regenera a cada cinco dias. Quando algum dano ou infecção ocorre, as células-tronco são fundamentais para repará-los.

“As células-tronco intestinais são os burros de carga do intestino: dão origem a mais células-tronco e a todos os vários tipos celulares diferenciados do órgão. Notavelmente, durante o envelhecimento, a função das células-tronco intestinais diminui, o que prejudica a capacidade do intestino de se reparar após os danos ", diz Yilmaz."Nesta linha de investigação, nós nos concentramos em entender como um jejum de 24 horas melhora a função das novas e velhas células-tronco intestinais."

Depois de camundongos jejuarem por 24 horas, os pesquisadores removeram suas células-tronco intestinais e as mantiveram em um prato de cultura, permitindo-lhes determinar se as células podem dar origem a "mini-intestinos" conhecidos como organóides.

Os pesquisadores descobriram que as células-tronco no camungondo em jejum dobraram sua capacidade regenerativa.

"Foi óbvio que o jejum teve um efeito imenso sobre a capacidade das criptas intestinais de formar mais organóides, o que é impulsionado pelas células-tronco", diz Mihaylova. "Isso foi algo que vimos em camundongos jovens e idosos. Queríamos entender os mecanismos moleculares que impulsionam esse processo".

Mudança metabólica

Estudos posteriores, incluindo o sequenciamento do RNA mensageiro de células-tronco dos camundongos que jejuaram, revelaram que o jejum induz as células a mudarem o seu metabolismo usual, que queima carboidratos como os açúcares, para metabolizar os ácidos graxos. Essa troca ocorre por meio da ativação de fatores de transcrição chamados PPARs, que ativam muitos genes envolvidos na metabolização de ácidos graxos.

Os pesquisadores descobriram que, se eles quebrassem esse padrão, o jejum não poderia mais impulsionar a regeneração. Eles agora planejam estudar como essa troca metabólica provoca as células-tronco para melhorar suas habilidades regenerativas.

Eles também descobriram que poderiam reproduzir os efeitos benéficos do jejum tratando os ratos com uma molécula que imita os efeitos dos PPARs. "Isso foi muito surpreendente", diz Cheng. "Apenas ativar uma via metabólica é suficiente para reverter certos fenótipos etários".

Os resultados sugerem que o tratamento medicamentoso pode estimular a regeneração sem exigir que os pacientes jejuem, o que é difícil para a maioria das pessoas. Um grupo de pessoas que poderia se beneficiar desse tratamento são os pacientes com câncer que recebem quimioterapia, a qual muitas vezes prejudica as células intestinais. Também pode ser vantajoso para as pessoas idosas que sofrem com infecções intestinais ou outros distúrbios gastrointestinais que danificam o revestimento do intestino.

Os pesquisadores planejam explorar a eficácia potencial de tais tratamentos, e também esperam estudar se o jejum afeta habilidades regenerativas em células-tronco em outros tipos de tecido.

Instituto de Tecnologia de Massachussetts

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