A pele contém dois tipos principais de células-tronco adultas: células-tronco epidérmicas e células-tronco do folículo piloso. Normalmente, cada tipo tem um papel claro — um mantém a pele enquanto o outro apoia o crescimento do cabelo. No entanto, pesquisas da Universidade Rockefeller revelaram que as células-tronco do folículo piloso (HFSCs) são surpreendentemente adaptáveis. Quando a pele é ferida, essas células podem mudar de função, deixando de cultivar cabelo para ajudar na reparação do ferimento.
Mas o que as instrui a fazer essa mudança?
Um Sinal de Estresse que Altera o Comportamento Celular
A mesma equipe de pesquisa da Rockefeller identificou agora o sinal chave por trás dessa transformação. As células-tronco do folículo piloso respondem ao que é chamado de resposta integrada ao estresse (ISR) — um sistema de alerta celular que ajuda a conservar energia e focar nas tarefas de sobrevivência.
Na pele, essa resposta ao estresse está relacionada ao aminoácido serina, um nutriente não essencial encontrado em alimentos comuns como carne, grãos e leite. Em seu estudo publicado na Cell Metabolism, os cientistas mostraram que, quando os níveis de serina caem, a ISR se ativa e a produção de cabelo diminui. Se a pele também estiver ferida, a ISR aumenta ainda mais, interrompendo completamente o crescimento capilar para que as células possam se concentrar na reparação do tecido danificado. Essa mudança de prioridades ajuda a pele a cicatrizar mais rapidamente.
“A privação de serina desencadeia um ‘dial’ celular altamente sensível que ajusta o destino da célula — em direção à pele e longe do cabelo,” explica Jesse Novak, primeiro autor e estudante de MD-PhD no Programa de MD-PhD Tri-Institucional da Weill Cornell e ex-aluno de doutorado no laboratório de Elaine Fuchs da Rockefeller. “Nossos achados sugerem que podemos acelerar a cicatrização de ferimentos cutâneos manipulando os níveis de serina por meio da dieta ou de medicamentos.”
Tecidos adultos dependem de células-tronco para manter o equilíbrio — substituindo células que morrem e reparando tecidos quando danificados. No entanto, os cientistas ainda sabem pouco sobre como essas células gerenciam sua energia e nutrientes durante diferentes tarefas. Novak e sua equipe desejavam entender os fatores metabólicos que mantêm as células-tronco funcionando normalmente e o que muda quando precisam mudar de marcha para curar uma ferida.
“A maioria das feridas na pele que temos são causadas por abrasões, que destroem a parte superior da pele,” diz Novak. “Essa área abriga um reservatório de células-tronco que normalmente assume o comando na reparação de feridas. Mas quando essas células são destruídas, isso força as células-tronco do folículo piloso a liderarem a reparação,” acrescenta Novak. “Sabendo disso, pensamos que acompanhar essas células da pele durante a cicatrização de feridas apresentava um modelo muito bom para testar se e como os metabolitos estão regulando esse processo como um todo.”
O Papel da Serina Além do Cabelo e da Pele
Pesquisas anteriores do laboratório de Fuchs mostraram que células-tronco da pele precoces podem se tornar dependentes da serina circulante e que limitar a serina na dieta ajuda a impedir que essas células se tornem cancerosas. Essas descobertas destacaram a influência poderosa da serina no comportamento celular e até inspiraram estudos testando dietas sem serina como tratamentos para o câncer.
No entanto, permanecia incerto como a redução da serina poderia afetar tecidos saudáveis. Para explorar isso, Novak focou no papel da serina na atividade normal das células-tronco e como sua ausência poderia remodelar a regeneração.
Os pesquisadores testaram como as células-tronco do folículo piloso respondem ao estresse metabólico. Eles privaram os camundongos de serina dietética ou usaram métodos genéticos para bloquear as células de produzirem sua própria serina. Em ambos os casos, os resultados mostraram que a serina se comunica diretamente com a ISR — um sistema que monitora quando as condições do tecido saem do equilíbrio.
Quando os níveis de serina estavam baixos, o crescimento do cabelo diminuía porque exigia uma energia significativa. Quando feridas ocorriam, a ISR se ativava ainda mais, priorizando a cura em vez da regeneração do cabelo. Em outras palavras, quando o estresse aumenta, os mecanismos de reparo da pele se tornam prioridade.
“Ninguém gosta de perder cabelo, mas quando se trata de sobrevivência em tempos estressantes, reparar o epitélio é mais importante,” diz Fuchs. “Uma área sem cabelo não representa uma ameaça a um animal, mas uma ferida não curada sim.”
Pode a Serina Extra Aumentar o Crescimento do Cabelo?
Uma vez que a equipe confirmou que níveis baixos de serina afetam o comportamento das células-tronco, eles se perguntaram sobre o oposto — aumentar os níveis de serina poderia aumentar o crescimento do cabelo? A resposta parece ser não. O corpo mantém um controle rigoroso sobre os níveis de serina, e mesmo quando os camundongos receberam seis vezes mais serina dietética do que o habitual, os níveis aumentaram apenas cerca de 50%.
“No entanto, vimos que se impedíssemos uma célula-tronco de produzir sua própria serina e repuséssemos suas perdas através de uma dieta rica em serina, conseguimos resgatar parcialmente a regeneração do cabelo,” acrescenta Novak.
Em seguida, os pesquisadores planejam investigar se a cicatrização de feridas pode ser melhorada reduzindo a ingestão de serina ou usando medicamentos que influenciam os níveis de serina ou a via da ISR. Eles também pretendem testar outros aminoácidos para ver se algum possui efeitos semelhantes.
“De modo geral, a capacidade das células-tronco de tomar decisões sobre seu destino com base nos níveis de estresse que experimentam provavelmente terá amplas implicações sobre como os tecidos otimizam suas capacidades regenerativas em tempos onde os recursos são escassos,” diz Fuchs.
