O fígado é um órgão essencial que cuida da remoção de toxinas do nosso corpo. Como ele está constantemente em contato com substâncias tóxicas, é provável que ele seja infectado regularmente. Para contornar isso, o fígado tem uma capacidade única entre os órgãos de se regenerar após danos. Como grande parte da capacidade do corpo de se curar e regenerar diminui à medida que envelhecemos, os cientistas se perguntam se a capacidade de regeneração do fígado também diminui com a idade.

A natureza da regeneração do fígado em humanos também permaneceu um mistério. Os modelos animais forneceram respostas contraditórias. Alguns estudos sugeriram que os hepatócitos podem ter vida longa, enquanto outros mostraram mudanças consistentes. Ficou claro para nós que, se quisermos saber o que acontece com os humanos, precisamos encontrar uma maneira de avaliar diretamente a vida útil das células do fígado humano”, diz o Dr. Olaf Bergmann, líder do grupo de pesquisa do Centro de Terapia Regenerativa de Dresden. CRTD) na TU Dresden.

O fígado humano ainda é um órgão jovem

Uma equipe multidisciplinar de biólogos, físicos, matemáticos e médicos liderada pelo Dr. Bergmann analisou os fígados de vários indivíduos que morreram entre 20 e 84 anos. Surpreendentemente, a equipe mostrou que as células do fígado de todas as pessoas tinham aproximadamente a mesma idade.

“Independentemente de você ter 20 ou 84 anos, seu fígado permanece em média pouco menos de três anos”, explica o Dr. Bergman. Os resultados mostram que o ajuste da massa hepática às necessidades do organismo é fortemente regulado pela reposição contínua de hepatócitos e que esse processo ocorre mesmo em idosos. Essa reposição contínua de hepatócitos é importante para vários aspectos da regeneração hepática e formação de câncer.

Células hepáticas com mais DNA regeneram menos

No entanto, nem todas as células do nosso fígado são jovens. Uma pequena porção de células pode viver por até 10 anos antes de poder se renovar. Essa subpopulação de hepatócitos carrega mais DNA do que as células típicas. A maioria de nossas células tem dois conjuntos de cromossomos, mas algumas células acumulam mais DNA com a idade. Em última análise, essas células podem carregar quatro, oito ou até mais conjuntos de cromossomos”, explica o Dr. Bergman.

Quando comparamos hepatócitos típicos com células mais ricas em DNA, encontramos diferenças substanciais em sua regeneração. As células típicas se regeneram cerca de uma vez por ano, enquanto as células mais ricas em DNA podem permanecer no fígado por até uma década”, diz o Dr. Bergmann. Como essa fração aumenta gradualmente com a idade, esse pode ser um mecanismo. acúmulo de mutações nocivas. Precisamos saber se existem mecanismos semelhantes na doença hepática crônica, que em alguns casos pode se transformar em câncer.

Lições de uma queda nuclear

Determinar a idade biológica das células humanas é um desafio técnico formidável, pois os métodos comumente usados ​​em modelos animais não podem ser aplicados a humanos.

O grupo do Dr. Bergmann é especializado em datação retrospectiva por radiocarbono e usa essa técnica para avaliar a idade biológica do tecido humano. O carbono é um elemento químico onipresente que forma a espinha dorsal da vida na Terra. O radiocarbono é um dos vários tipos de carbono. Aparece naturalmente na atmosfera. As plantas o incorporam por meio da fotossíntese, da mesma forma que o carbono típico, e o transmitem para animais e humanos. O carbono radioativo é fracamente radioativo e instável. Essas propriedades são utilizadas na arqueologia para determinar a idade de espécimes antigos.

“Arqueólogos usaram a decomposição de radiocarbono com sucesso por muitos anos para avaliar a idade dos espécimes, um exemplo é a datação do Sudário de Turim”, diz o Dr. Bergman. “O decaimento radioativo do radiocarbono é muito lento. Ele fornece resolução suficiente para os arqueólogos, mas não é útil para determinar a idade das células humanas. No entanto, ainda podemos nos beneficiar do radiocarbono em nossa pesquisa.”

Testes nucleares acima do solo realizados na década de 1950 introduziram enormes quantidades de carbono radioativo na atmosfera, plantas e animais. Como resultado, as células que se formaram nesse período contêm maiores quantidades de carbono radioativo em seu DNA.

Após a proibição oficial dos testes nucleares acima do solo em 1963, as quantidades de radiocarbono na atmosfera começaram a diminuir, assim como as quantidades de radiocarbono incorporadas ao DNA do animal. Os valores de radiocarbono atmosférico e celular correspondem muito bem entre si.

“Embora sejam quantidades pequenas e inofensivas, podemos detectá-las e medi-las em amostras de tecidos. Ao comparar os valores com os níveis atmosféricos de radiocarbono, podemos determinar retrospectivamente a idade das células”, explica o Dr. Bergman.

Insights incomparáveis ​​direto da fonte

O grupo de Bergmann também está explorando os mecanismos que impulsionam a regeneração de outros tecidos considerados estabelecidos, como o cérebro ou o coração. A equipe usou anteriormente sua experiência de datação retrospectiva por radiocarbono para mostrar que a formação de novas células cerebrais e cardíacas não se limita ao tempo antes do nascimento, mas continua ao longo da vida. Atualmente, o grupo estuda se é possível produzir novas células musculares cardíacas humanas em pessoas com doenças cardíacas crônicas.

Bergman conclui: “Nossa pesquisa mostra que estudar a regeneração celular diretamente em humanos é tecnicamente muito desafiador, mas pode fornecer informações incomparáveis ​​sobre os mecanismos celulares e moleculares fundamentais da regeneração de órgãos humanos”.

postagem original
Paula Henke, Fabian Rost, Julian Ruud, Ballina Truss, Irina Simonova, Eniki Lazar, Joshua Vidima, Thilo Welch, Kanar Elkas, Mahran Salihpour, Andrea Zimmermann, Daniel Seehofer, Goran Bosnert, Georg Dam, Henrik Druid, Lutz Brugge: Os hepatócitos diplóides conduzem a regeneração fisiológica do fígado em adultos. sistemas celulares (maio de 2022)
de ponta a ponta: http://doi.org/10.1016/j.cels.2022.05.001

Sobre o Centro de Terapias Regenerativas Dresden (CRTD)
O Centro de Terapia Regenerativa Dresden (CRTD) na TU Dresden é o lar acadêmico de cientistas de mais de 30 países. Sua missão é descobrir os princípios da regeneração de células e tecidos e aproveitá-los para identificar, tratar e reverter doenças. O CRTD conecta o banco com a clínica, cientistas e clínicos para reunir conhecimentos em células-tronco, biologia do desenvolvimento, edição de genes e regeneração para tratamentos inovadores para doenças neurodegenerativas, como Alzheimer e Parkinson, doenças do sangue, como leucemia e doenças metabólicas, como diabetes, doenças retinianas e ortopédicas.
O CRTD foi estabelecido em 2006 como um centro de pesquisa da Fundação Alemã de Pesquisa (DFG) e foi financiado até 2018 como um Centro de Pesquisa DFG, bem como um Grupo de Excelência. Desde 2019, o CRTD é financiado pela TU Dresden e pelo Estado Livre da Saxônia.
O CRTD é um dos três institutos afiliados ao Centro Científico Central de Bioengenharia Molecular e Celular (CMCB) da TU Dresden.
Rede: www.tu-dresden.de/cmcb/crtd
Rede: http://www.tu-dresden.de/cmcb

Recursos:
Site do Grupo Dr. Olaf Bergmann: https://tud.link/ad38
Fotos em resolução total: https://tud.link/gycm