Biomaterial artificial retarda e até reverte envelhecimento do coração

O material consiste em tecido cardíaco (centro) incorporado em um hidrogel ajustável em rigidez.
[Imagem: College of Design and Engineering/NUS]

Como rejuvenescer o coração

Um novo material artificial, cultivado em laboratório, demonstrou uma capacidade inusitada de retardar e até mesmo reverter alguns dos efeitos do envelhecimento no coração.

A descoberta pode abrir caminho para terapias que rejuvenesçam o coração, alterando seu ambiente celular, em vez de focar nas próprias células cardíacas.

Avery Sun e colegas da Universidade Nacional de Cingapura se concentraram na matriz extracelular, a estrutura que envolve e sustenta as células cardíacas. Essa estrutura em forma de rede, composta por proteínas e outros componentes mantém as células no lugar e envia sinais químicos que orientam seu funcionamento.

À medida que o coração envelhece, a matriz extracelular se torna mais rígida e sua composição bioquímica muda. Essas alterações podem desencadear atividades nocivas nas células cardíacas, contribuindo para a formação de cicatrizes, perda de flexibilidade e redução da função.

Para evitar isso, a equipe desenvolveu um biomaterial híbrido que eles batizaram de Decipher (sigla em inglês para híbrido de hidrogel de poliacrilamida-matriz extracelular decelularizado in situ), feito pela combinação de tecido cardíaco natural com um gel sintético para imitar de perto a rigidez e a composição da matriz extracelular.

"Até agora, tem sido difícil identificar qual dessas mudanças - rigidez física ou sinais bioquímicos - desempenha o papel mais importante nesse declínio, porque geralmente elas ocorrem ao mesmo tempo," disse Sun. "A plataforma Decipher resolve esse problema, permitindo que os pesquisadores controlem de forma independente a rigidez e os sinais bioquímicos apresentados às células - algo que nenhum sistema anterior usando tecido nativo foi capaz de fazer."

O material permite emitir sinais de uma matriz extracelular jovem, o que afeta as células cardíacas diretamente.
[Imagem: Avery Rui Sun et al. - 10.1038/s41563-025-02234-6]

Controle do envelhecimento do coração

Quando a equipe colocou células cardíacas envelhecidas na plataforma, configurada para emitir sinais de uma matriz extracelular jovem, as células começaram a se comportar mais como células jovens, mesmo quando o material permanecia rígido. Uma análise mais aprofundada revelou que isso incluía uma mudança na atividade genética em milhares de genes associados ao envelhecimento e à função celular.

"Por outro lado, para células cardíacas jovens, descobrimos que uma maior rigidez pode fazer com que elas 'envelheçam' prematuramente, sugerindo que, se focarmos em aspectos específicos do envelhecimento da matriz extracelular, podemos retardar ou prevenir a disfunção cardíaca ao longo do tempo," acrescentou Sun.

Embora este trabalho ainda esteja na fase inicial de pesquisa, a equipe afirma que suas descobertas abrem uma nova direção para terapias que visam preservar ou restaurar a saúde cardíaca durante o envelhecimento. Eles esperam que o método também possa ser adaptado para estudar outros tecidos afetados pelo envelhecimento e por doenças, devido ao papel fundamental da matriz extracelular na função celular em todos os nossos tecidos.