ROCHESTER, Minnesota — Pesquisadores da Mayo Clinic identificaram um "interruptor" molecular nas células pulmonares que as ajuda a decidir quando reparar o tecido e quando combater uma infecção. Essa descoberta pode orientar futuras terapias regenerativas para doenças pulmonares crônicas. 

"Ficamos surpresos ao descobrir que essas células especializadas não conseguem desempenhar as duas funções ao mesmo tempo," diz Douglas Brownfield Ph.D., autor sênior do estudo publicado na revista Nature Communications. "Algumas células se dedicam à reconstrução, enquanto outras se concentram na defesa. Essa divisão de tarefas é essencial. E, ao identificar o interruptor que a controla, podemos começar a pensar em como restaurar o equilíbrio quando se perde em situações de doença." 

Como as células pulmonares equilibram reparo e defesa 

A nova pesquisa concentra-se nas células alveolares do tipo 2 (AT2), células especializadas que protegem os pulmões e atuam como células-tronco de reserva. Essas células produzem proteínas que mantêm os sacos aéreos abertos para a respiração, mas que também podem regenerar as finas células alveolares do tipo 1 (AT1), que formam a superfície responsável pela troca de oxigênio.  

Os cientistas sabem há décadas que essas células muitas vezes não conseguem se regenerar adequadamente em doenças pulmonares como a fibrose pulmonar, doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) e infecções virais graves, como a COVID-19. O que permanecia incerto era como as células AT2 perdem sua capacidade de atuar como células-tronco. 

Utilizando sequenciamento de células únicas, imagens e modelos pré-clínicos de lesão, a equipe mapeou o "histórico de vida" do desenvolvimento das células AT2. Eles descobriram que as células AT2 recém-formadas permanecem flexíveis por cerca de uma a duas semanas após o nascimento, antes de "fixarem" sua identidade especializada.  

Esse período é controlado por um circuito molecular que envolve três reguladores principais: PRC2, C/EBPα e DLK1. Os pesquisadores demonstraram que um deles, o C/EBPα, atua como uma espécie de abraçadeira que suprime a atividade de célula-tronco. Nos pulmões adultos, as células AT2 devem liberar essa abraçadeira após uma lesão para conseguir se regenerar.  

O mesmo interruptor molecular também determina se as células AT2 vão reparar o tecido pulmonar ou defender-se de uma infecção, o que ajuda a explicar por que as infecções costumam retardar a recuperação em doenças pulmonares. 

"Quando pensamos em reparação pulmonar, não se trata apenas de ativar certos mecanismos — é também uma questão de remover as abraçadeiras que normalmente impedem essas células de agir como células-tronco," diz o Dr. Brownfield. "Descobrimos uma dessas abraçadeiras e como ela regula o momento em que essas células adquirem a capacidade de reparo." 

Prevenindo a falência de órgãos 

As descobertas ressaltam novos alvos potenciais para a medicina regenerativa. Medicamentos desenvolvidos para modular o C/EBPα, por exemplo, poderiam ajudar as células AT2 a reconstruir o tecido pulmonar de forma mais eficaz ou reduzir a formação de cicatrizes na fibrose pulmonar.  

"Esta pesquisa nos aproxima da possibilidade de potencializar os mecanismos naturais de reparo do pulmão, oferecendo esperança para prevenir ou reverter condições em que, atualmente, só conseguimos retardar a progressão," diz o Dr. Brownfield.  

As descobertas também podem facilitar a detecção precoce, ajudando os médicos a identificar quando as células AT2 ficam bloqueadas em um único estado e incapazes de se regenerar. Esses insights podem levar à descoberta de novos biomarcadores para doenças pulmonares. Esse trabalho está alinhado com a iniciativa Precure da Mayo Clinic, que se concentra em detectar doenças em seus estágios mais iniciais — quando as intervenções são mais eficazes — e em prevenir sua progressão antes que ocorra a falência de órgãos.  

Ao mesmo tempo, a pesquisa também impulsiona a iniciativa Genesis da Mayo Clinic, que tem como objetivo prevenir a falência de órgãos e restaurar sua função por meio da medicina regenerativa. No momento, a equipe está testando estratégias para remover a abraçadeira repressiva das células AT2 humanas, expandi-las em cultura e, eventualmente, utilizá-las em terapias de substituição de células. 

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