Em 2020, no auge do confinamento imposto pela COVID-19, Jos Domen procurava algo instigante para fazer em casa com a filha adolescente. Cientista sênior na área de operações com células-tronco na Escola de Medicina de Stanford, ele decidiu aproveitar aquele período atípico para transformar a curiosidade em um projeto de pesquisa prático, que os dois pudessem explorar juntos.
A ideia, à primeira vista, parecia improvável: testar o que aconteceria ao aplicar um marca-passo nos minúsculos corações de uma colónia de ascídias. A esposa de Domen, Kimberly Gandy, cirurgiã cardíaca especializada em cardiopatias congénitas, sabia exatamente que tipo de dispositivo poderia servir para isso. O que veio depois se tornou uma das descobertas mais inesperadas dos estudos recentes sobre envelhecimento.
Pulsos elétricos breves provocaram um rejuvenescimento marcante e duradouro nas ascídias - elas ficaram maiores, mais saudáveis, mais férteis e passaram a viver muito mais. O mais impressionante é que uma única aplicação produziu efeitos que se mantiveram por meses. E, quando o procedimento foi repetido ao longo do tempo, os resultados se sustentaram por mais de quatro anos.
Ascídias e biologia humana
As ascídias são pequenos animais marinhos gelatinosos, de cores vivas, com um aspeto que lembra vagamente pétalas. Não parecem, à primeira vista, candidatas óbvias a servir de modelo para a biologia humana.
Ainda assim, elas compartilham cerca de 70% do nosso material genético - herança de um ancestral comum de aproximadamente 500 milhões de anos atrás.
O que as torna particularmente valiosas para pesquisas sobre envelhecimento é a relação direta com as células-tronco - as “construtoras-mestras” do organismo.
Células-tronco conseguem tanto se renovar quanto amadurecer para formar os tipos celulares de que o corpo necessita.
No caso das ascídias, todos os tecidos do corpo são reconstruídos, em média, a cada semana, o que deixa a atividade das células-tronco incomumente fácil de acompanhar.
Em termos bem concretos, as ascídias só envelhecem quando as suas células-tronco envelhecem. Observar esse processo ao longo de mais de mil ciclos de regeneração ofereceu aos investigadores de Stanford um retrato detalhado de como ocorre o envelhecimento das células-tronco.
O que os pulsos elétricos provocaram
O experimento com o marca-passo começou como uma pergunta simples: se o ritmo cardíaco das ascídias fosse acelerado - ou melhor sincronizado - isso poderia alterar a fisiologia do animal?
Numa colónia, cada indivíduo tem o próprio coração, e todos atuam em conjunto para manter o sangue a circular por um sistema partilhado.
Com o aumento da frequência cardíaca induzido pelos pulsos elétricos, o sangue passou a fluir com mais liberdade. Em até 48 horas, a colónia já aparentava estar mais saudável no conjunto.
Nos dias seguintes, as ascídias individualmente ficaram maiores e com coloração mais clara. Além disso, cresceram com mais rapidez e se tornaram mais férteis - duas marcas típicas de juventude fisiológica.
A equipa foi ajustando o protocolo até chegar ao que consideraram o melhor formato: três sessões de pulsos com duração de cinco minutos. Depois disso, analisaram a expressão génica imediatamente após o tratamento e novamente 24 horas mais tarde.
O padrão observado foi descrito por eles como um “reiniciar e recuperar”. Muitos genes primeiro foram desativados e, em seguida, tiveram a atividade intensificada.
Alguns dos genes alterados nas ascídias após a estimulação são os mesmos que mudam em humanos depois de exercício físico intenso - surgem primeiro sinais de stress e inflamação, e depois indícios de reparação e fortalecimento.
Como o efeito funciona
“Este tratamento recarrega as células-tronco”, disse Ayelet Voskoboynik, professora assistente de biologia em Stanford.
“Compreender esse mecanismo é a chave para desbloquear como, um dia, poderemos desacelerar o envelhecimento das células-tronco e acionar vias de rejuvenescimento.”
A hipótese dos investigadores para explicar como isso acontece gira em torno das mitocôndrias - estruturas que produzem energia dentro das células e cuja função é conhecida por diminuir à medida que os organismos envelhecem.
Aparentemente, a estimulação elétrica atua nessas mitocôndrias de modo a revitalizar a sua eficiência, como se reeducasse as redes de energia celular para trabalharem como trabalhavam em tecidos mais jovens.
A comparação que a equipa usa é a de um cabo de chupeta: assim como uma corrente elétrica externa pode “ressuscitar” um coração que parou e fazê-lo voltar a um ritmo regular, um pulso bioelétrico afinado com precisão parece ser capaz de fazer algo semelhante com mitocôndrias esgotadas.
Caminhos para pesquisas futuras
Um ponto que dá aos investigadores confiança adicional é que o tipo de estimulação elétrica usado no estudo não é experimental.
Trata-se do mesmo tipo de tecnologia que há anos é utilizada em seres humanos para regular ritmos cardíacos.
A partir daí, os resultados apontam para várias frentes distintas de pesquisa.
Uma delas é a conservação marinha. Dispositivos pequenos e sem fio, capazes de oferecer o mesmo tipo de impulso elétrico a recifes de coral, poderiam fortalecer o sistema imunitário de organismos marinhos.
Isso potencialmente os tornaria mais resistentes ao aquecimento e à acidificação das águas, que hoje estão a devastar recifes no mundo todo.
Implicações para a medicina
“Uma pergunta óbvia é se isso pode ser aplicado em humanos”, disse Domen.
“Isto teria um formato diferente dos experimentos com ascídias e se concentraria em populações celulares específicas, como células-tronco do sangue que podem ser estimuladas de maneira semelhante.”
As células-tronco do sangue dão origem a todo o sistema sanguíneo e imunitário. O declínio dessas células com a idade está por trás de diversas condições, desde anemia até disfunção imunitária, além de maior risco de cancro.
Por isso, um método capaz de rejuvenescê-las teria enorme relevância. E as semelhanças entre o que foi observado nas ascídias e o que ocorre no envelhecimento de células-tronco humanas são próximas o suficiente para que os investigadores vejam um caminho plausível.
“Isto tem um potencial enorme para melhorar a sobrevivência de células-tronco em pessoas, tratar fertilidade e uma série de outras aplicações”, disse Gandy.
“Não há motivo para acreditarmos que isso não seria possível em humanos. Há um caminho claro para chegar à aplicação clínica.”
A equipa segue a investigar os mecanismos exatos envolvidos - o que, passo a passo, a estimulação elétrica faz para produzir efeitos que continuam por meses e anos, muito além do período do tratamento em si.
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