Mecanismo surpreendente para remoção de células mortas identificado

Agora, pesquisadores da Universidade Rockefeller mostraram como o sistema sensor opera em folículos capilares, que têm um ciclo bem conhecido de nascimento, decadência e regeneração, posto em movimento por células-tronco do folículo capilar (HFSCs). Em um novo estudo publicado em Naturezaeles demonstram que uma dupla de sensores trabalha em conjunto para captar sinais de HFSCs vivos e mortos, removendo detritos antes que ocorram danos aos tecidos e interrompendo a operação antes que as células saudáveis ​​sejam consumidas.

“O sistema é aparentemente ajustado espacialmente para a presença de cadáveres, e só funciona quando cada receptor capta o sinal que está ajustado”, diz a primeira autora Katherine Stewart, uma associada de pesquisa no Laboratório Robin Chemers Neustein de Biologia e Desenvolvimento de Células de Mamíferos na Rockefeller. “Se um deles desaparece, o mecanismo para de operar. É uma maneira realmente linda de manter a área limpa sem consumir células saudáveis.”

“Ao desviar sua atenção para comer seus vizinhos moribundos, as HFSCs mantêm as células imunes geradoras de inflamação longe”, diz Elaine Fuchs, chefe do laboratório. “Elas também provavelmente se beneficiam dessas calorias extras, mas assim que os detritos são limpos, elas devem retornar rapidamente aos seus trabalhos de manter o pool de células-tronco e fazer o cabelo do corpo.”

Seguindo o ciclo

Cada folículo piloso na sua cabeça passa por um ciclo específico: crescimento, destruição, repouso e — como visto no ralo do seu chuveiro — queda.

Para iniciar o processo, as células-tronco do folículo capilar (HFSCs), localizadas na “protuberância” da bainha da raiz superior do folículo, sinalizam para células epiteliais e mesenquimais, desencadeando o crescimento. Esse estágio leva seu tempo, durando de dois a seis anos.

O estágio destrutivo, ou catágeno, que se segue é breve, mas intenso, obliterando cerca de 80% do folículo piloso em apenas algumas semanas. O processo começa na base do folículo e segue seu caminho para cima em direção ao nicho HFSC. O resultado é uma massa de células mortas e moribundas que precisam ser removidas para evitar que a deterioração resultante desencadeie respostas inflamatórias ou autoimunes.

Normalmente, esse seria o trabalho de fagócitos como macrófagos, mas poucos são encontrados no folículo piloso, o que significa que deve cair nas células epiteliais locais para manter as coisas organizadas. Stewart queria determinar a comunicação química que gerencia o processo.

Dupla dinâmica

Ela e seus colegas examinaram mais de perto a fase catágena em folículos capilares de camundongos, cujo ciclo capilar é curto e sincronizado em toda a pelagem. É somente no estágio posterior da catágena que os sinais de morte originados na base do folículo finalmente alcançam o local onde residem as células-tronco indiferenciadas. Há muito tempo se pensava que as células-tronco eram poupadas da destruição, mas, surpreendentemente, a equipe descobriu que algumas morrem — e são engolidas por suas vizinhas.

Stewart descobriu que a limpeza só pode começar quando dois receptores são ativados nas células saudáveis. O primeiro, chamado RXRα, detecta a presença de lipídios, um dos vários sinais bem conhecidos de “encontre-me” secretados por uma célula moribunda. O segundo, chamado RARγ, detecta o ácido retinóico promotor do crescimento secretado por células saudáveis.

Nenhum deles pode ativar o processo de limpeza sozinho. “Uma célula morrendo aciona o mecanismo para começar, e quando não há mais células mortas, o sinal lipídico desaparece, deixando apenas o sinal de ácido retinoico das células saudáveis”, diz Stewart. “Isso diz ao programa para amortecer novamente. É tão elegante em sua simplicidade.”

Eles também documentaram que os macrófagos eram lentos para migrar para a região, aparecendo até quatro dias após a morte celular. “Tem sido amplamente pensado que fagócitos profissionais eventualmente aparecem e fazem a limpeza pesada, e que células não móveis eram uma espécie de sistema de backup”, ela diz. “Fiquei muito surpresa ao descobrir que as células-tronco do folículo capilar foram na verdade as primeiras a responder, especialmente porque a pele do rato é bastante bem dotada de macrófagos, então eles nem estão tão longe.”

Eles também descobriram que o dano tecidual ocorreu quando os HFSCs foram impedidos de limpar células mortas e deixaram o trabalho para os macrófagos. Isso levanta a possibilidade de que defeitos genéticos nesse processo possam contribuir para patologias da pele humana, incluindo inflamação e perda de cabelo.

Positivo ou negativo?

Os HFSCs que consumiram células próximas morrendo — alguns comeram até seis de seus vizinhos — podem se beneficiar da ingestão de proteínas, ácidos nucleicos, solutos e lipídios das células. Se esse for o caso, as vantagens ainda precisam ser compreendidas — um assunto que o laboratório Fuchs investigará no futuro.

“É possível que eles possam usar esse material para alimentar seu próprio crescimento ou se beneficiar dele de alguma outra forma”, diz Stewart, “mas é igualmente possível que tenha efeitos negativos. Talvez eles estejam muito ocupados digerindo todo esse material para cuidar de suas tarefas normais.”

As descobertas têm aplicações além do folículo piloso, porque é apenas uma das várias áreas do corpo onde há poucos fagócitos profissionais por perto. Em regiões do cérebro, seios e pulmões, por exemplo, células de tecido epitelial e mesenquimal, incluindo células-tronco, atuam como fagócitos substitutos.

“Nós frequentemente usamos a frase ‘você é o que você come'”, acrescenta Fuchs. “Para as células-tronco do nosso corpo, essa pode ser a maneira de manter os tecidos em forma, limpando células que morrem naturalmente e protegendo contra inflamação.”