Mapeando o envelhecimento celular: Avanços no estudo de doenças oculares
Cientistas identificaram proteínas específicas de células no fluido ocular e utilizaram a inteligência artificial (IA) para determinar quais proteínas aceleravam o envelhecimento em doenças específicas. Essa descoberta das origens celulares dessas proteínas que impulsionam doenças promete tratamentos mais precisos e ensaios clínicos mais informados.
Analisar células desempenha um papel crucial na compreensão dos mecanismos das doenças. No entanto, em órgãos como o olho, que carecem de propriedades regenerativas, a obtenção de amostras de tecido é impraticável devido ao possível dano que isso poderia causar. Como resultado, os pesquisadores tiveram que desenvolver abordagens inovadoras.
Pesquisadores da Stanford Medicine conseguiram superar esse desafio desenvolvendo um método para examinar proteínas específicas de células presentes no humor aquoso, um fluido nutritivo localizado na parte frontal do olho. Eles utilizaram a IA para determinar a “idade ocular” de um indivíduo e como ela é influenciada pela doença.
Os pesquisadores coletaram amostras de humor aquoso de 46 indivíduos saudáveis para identificar as proteínas contidas no fluido. Eles utilizaram uma técnica inovadora chamada TEMPO (rastreamento da expressão de múltiplas origens de proteínas) para rastrear essas proteínas até os tipos de células específicas onde o RNA responsável pela produção dessas proteínas reside.
Vinit Mahajan, autor correspondente do estudo, enfatizou: “O primeiro passo para desenvolver qualquer terapia bem-sucedida é entender as moléculas. No nível molecular, os pacientes apresentam diferentes manifestações, mesmo quando afetados pela mesma doença. Com a impressão molecular que desenvolvemos, poderíamos selecionar medicamentos personalizados para cada paciente.”
Um total de 5.953 proteínas foram identificadas no fluido. Posteriormente, essas informações foram inseridas em um algoritmo de IA para determinar se um subconjunto dessas proteínas poderia prever a idade de um paciente. Surpreendentemente, foi identificado um grupo de 26 proteínas que poderia fazê-lo em conjunto. Também foram coletadas amostras de humor aquoso de indivíduos com três doenças oculares distintas: retinopatia diabética, que resulta em vazamento de vasos sanguíneos no olho e perda de visão; retinose pigmentar, que causa a degeneração de células sensíveis à luz na parte de trás do olho; e uveíte, caracterizada por inflamação dentro do olho.
Ao comparar o fluido de olhos doentes com o de olhos saudáveis, os pesquisadores descobriram que as proteínas nos olhos doentes indicavam uma idade celular mais avançada. Em pacientes com retinopatia diabética em estágio inicial, as células tinham uma idade de 12 anos a mais, enquanto em estágio avançado, eram 31 anos mais velhas. Pacientes com retinose pigmentar e uveíte apresentaram células com 29 anos a mais.
Vinit Mahajan comentou: “Esta é uma das melhores conexões já estabelecidas que sugere que a doença desencadeia um envelhecimento acelerado.”
Além disso, o modelo de IA revelou que as células responsáveis por sinalizar uma idade ocular elevada diferiram dependendo da doença. Em retinopatia diabética em estágio avançado, eram as células vasculares; em retinose pigmentar, eram as células retinianas; e em uveíte, eram as células do sistema imunológico.
Além disso, os pesquisadores descobriram que algumas células afetadas por essas doenças não são normalmente alvo de tratamentos existentes. Isso sugere a necessidade de reavaliar as abordagens terapêuticas atuais. Notavelmente, algumas células mostraram envelhecimento acelerado mesmo antes do surgimento de sintomas, o que indica a possibilidade de intervenção precoce para evitar danos irreversíveis. Segmentar tanto as células envelhecidas quanto as afetadas pela doença poderia aumentar a eficácia do tratamento, uma vez que esses dois fatores atuam de forma independente, mas simultânea, causando danos aos olhos, conforme apontam os pesquisadores.
Os pesquisadores acreditam que suas descobertas poderiam fornecer informações valiosas para futuros ensaios clínicos, uma vez que oferecem uma compreensão mais detalhada dos processos celulares que impulsionam as doenças.
Vinit Mahajan resumiu de forma adequada a importância de seu trabalho, afirmando: “É como se estivéssemos segurando essas células vivas em nossas mãos e examinando-as com uma lupa. Estamos explorando uma compreensão molecular íntima de nossos pacientes, o que possibilitará a assistência médica personalizada e ensaios clínicos mais informados.”
Os pesquisadores planejam aplicar a técnica TEMPO e o relógio de envelhecimento a outros fluidos corporais, como bile hepática e fluido articular, em seus esforços de pesquisa contínua. Essas descobertas têm o potencial de revolucionar o campo da medicina, permitindo abordagens altamente personalizadas para o tratamento de doenças. [New Atlas]
