Quando a pele é ferida, o instinto de sobrevivência das células estaminais entra em acção. Uma nova investigação mostra que um aminoácido simples, a serina, ajuda a afastar as células estaminais do crescimento do cabelo e, em vez disso, promove a cicatrização de feridas, abrindo a porta a novos tratamentos para feridas crónicas.

As células-tronco do folículo capilar (HFSC) são células em constante auto-renovação, responsáveis ​​por duas funções importantes do corpo: manter o ciclo de crescimento do cabelo através da regeneração do folículo capilar e regenerar o tecido da pele para ajudar na cicatrização de feridas.

Um novo estudo liderado pela Universidade Rockefeller em Nova Iorque explorou como o aminoácido não essencial serina afeta o comportamento dos HFSCs e descobriu que quando os níveis de serina estão baixos, as células priorizam a cicatrização de feridas em detrimento do crescimento do cabelo.

“A deficiência de serina desencadeia um ‘mostrador’ celular altamente sensível que ajusta o destino das células – em direção à pele, longe do cabelo”, disse o principal autor do estudo, Jesse Novak, atual estudante de medicina no Programa Tri-Hospital da Weill Cornell Medical College e ex-aluno de doutorado no Laboratório de Biologia e Desenvolvimento Celular de Mamíferos da Universidade Rockefeller. “Nossos resultados sugerem que podemos controlar os níveis de serina por meio de dieta ou medicamentos para acelerar a cicatrização de feridas na pele”.


fases do ciclo de crescimento do cabelo

A serina é um aminoácido não essencial que o corpo pode sintetizar por conta própria, mas também é encontrado em alimentos como carnes, aves, peixes, soja, nozes e laticínios. A serina é um bloco de construção de proteínas e está envolvida na proliferação celular e em várias vias metabólicas.

Os investigadores descobriram que em ratos alimentados com uma dieta pobre em serina e glicina, outro aminoácido, o HFSC retardou o crescimento do cabelo e acelerou a reparação de feridas, especificamente o processo de reepitelização, ou reparação da barreira cutânea. Embora a serina seja classificada como um aminoácido não essencial, os HFSCs teriam dificuldades para sobreviver se não fossem capazes de sintetizar e absorver serina de fontes externas (isto é, dietéticas).

Os pesquisadores descobriram que a resposta integrada ao estresse (ISR) é um programa celular interno que desencadeia uma mudança na função do HFSC em resposta ao estresse, como lesão ou deficiência de serina. Quando a serina é deficiente, a ISR nas HFSCs é ativada, fazendo com que estas células se tornem mais semelhantes às células estaminais epidérmicas, ajudando a reconstruir a pele em vez de desempenharem as suas funções típicas de crescimento capilar.

“A maioria das feridas na pele que encontramos vem de abrasões, que destroem a metade superior da pele”, disse Novak. "Essa área abriga um conjunto de células-tronco que normalmente são responsáveis ​​pelo reparo de feridas. Mas quando essas células são destruídas, isso força as células-tronco do folículo capilar a assumirem o papel principal no reparo. Sabendo disso, pensamos que rastrear essas células da pele durante a cicatrização de feridas poderia fornecer um modelo muito bom para testar se e como os metabólitos regulam todo o processo. "

O ISR pode ser considerado um ajustador de volume. Se os níveis de estresse forem altos, como uma lesão ou quando os níveis de serina estiverem baixos, a ISR desvia a função das HFSCs da produção de cabelo para a reparação da pele. Os pesquisadores descobriram que o aumento da atividade ISR em camundongos com uma droga que imita os efeitos da deficiência de serina melhorou a cicatrização de feridas em detrimento da regeneração capilar. Por outro lado, a inibição da atividade através do bloqueio das proteínas sensíveis ao ISR reverteu estes efeitos relacionados com a pele, confirmando o papel central do ISR neste processo. Em modelos de pele humana, foram encontradas assinaturas ISR semelhantes nas bordas das feridas em cicatrização, sugerindo que o mecanismo é conservado evolutivamente, o que significa que permanece inalterado ao longo do tempo entre as espécies.

“Ninguém gosta de perder cabelo, mas quando se trata de sobreviver ao estresse, reparar a epiderme é fundamental”, disse a Dra. Elaine Fox, diretora do Laboratório de Células e Biologia e Desenvolvimento de Mamíferos da Universidade Rockefeller e autora correspondente do estudo. “Uma mecha de cabelo faltando não é uma ameaça para o animal, mas uma ferida não cicatrizada sim.”


Folículos capilares em estágios iniciais de regeneração The Rockefeller University/Fox Laboratory

Os pesquisadores testaram se altas doses de serina poderiam melhorar o crescimento do cabelo. Infelizmente, para aqueles que sofrem de queda de cabelo, os resultados não são nada dramáticos. Quando os ratos foram alimentados seis vezes a dose normal de serina, os seus níveis de serina aumentaram apenas 50%. Acontece que o corpo tem um controle rígido sobre esse aminoácido.

“Descobrimos, no entanto, que se impedirmos que as células estaminais produzam a sua própria serina e substituirmos as suas perdas por uma dieta rica em serina, poderemos recuperar parcialmente o crescimento do cabelo”, disse Novak.

As descobertas dos pesquisadores têm implicações práticas claras, especialmente quando se trata de cicatrização de feridas. Direcionar a ISR através de dieta ou medicamentos pode acelerar a cicatrização de queimaduras ou feridas crônicas em pacientes com diabetes. Além disso, compreender o papel do ISR pode fornecer maneiras de proteger o crescimento do cabelo, especialmente na queda de cabelo relacionada ao estresse ou induzida por lesões. No entanto, como as células cancerígenas também exploram vias de resposta ao stress semelhantes às da ISR, o controlo cuidadoso de quaisquer terapias futuras será fundamental.

Os investigadores continuarão a explorar o potencial da serina para acelerar a cicatrização de feridas e planeiam testar outros aminoácidos para ver se têm propriedades semelhantes.

"No geral, a capacidade das células estaminais para determinar o destino das células com base no nível de stress que experimentam pode ter amplas implicações na forma como os tecidos organizam a sua capacidade de regeneração quando os recursos são escassos", disse Fox.

A pesquisa foi publicada na revista Cell Metabolism.