Detectando envelhecimento celular sem uso de marcadores químicos
Uma equipe de pesquisadores desenvolveu uma técnica inovadora que permite detectar células envelhecidas sem a necessidade de corantes ou marcadores químicos — um avanço que pode transformar tanto a pesquisa sobre o envelhecimento quanto o desenvolvimento de terapias contra doenças associadas à idade.
O estudo, publicado na IEEE Sensors Journal, utiliza um método chamado dieletroforese modulada por frequência (FM-DEP) para identificar sinais de envelhecimento celular apenas com base nas propriedades elétricas das células. De forma não invasiva, o sistema consegue distinguir células jovens de células em estado senescente, aquelas que já não se dividem e estão associadas a processos de envelhecimento e doenças como Alzheimer, diabetes e aterosclerose.
Com o passar do tempo, nossas células acumulam danos e, eventualmente, entram em um estado chamado de senescência. Nesse ponto, elas param de se dividir, alteram sua função e começam a liberar substâncias inflamatórias que afetam o tecido ao redor.
O problema é que, embora essenciais para certos processos biológicos — como impedir a proliferação de células cancerígenas —, essas células acabam se acumulando no organismo e estão associadas ao desenvolvimento de várias doenças relacionadas ao envelhecimento.
Até agora, detectar essas células exigia testes bioquímicos demorados, uso de corantes ou análise de marcadores específicos, como a enzima SA-β-gal. Essas abordagens, além de trabalhosas, nem sempre oferecem resultados precisos.
A técnica proposta analisa como as células se comportam em resposta a campos elétricos de diferentes frequências. Na prática, as células são colocadas em um chip com microeletrodos. Ao aplicar um sinal elétrico alternado que varia de frequência, o sistema observa o ponto em que a força elétrica que atrai ou repele a célula se anula. Esse ponto é chamado de frequência de cruzamento (COF, na sigla em inglês).
O que os pesquisadores descobriram é que células jovens e células senescentes possuem COFs bastante diferentes. Isso acontece porque o envelhecimento altera as propriedades elétricas da membrana celular — como rigidez, composição lipídica e permeabilidade.
O estudo demonstra que células envelhecidas apresentam membranas mais rígidas e maior acúmulo de lipídios oxidados, fatores que modificam sua interação com campos elétricos.
Os experimentos foram feitos com fibroblastos humanos, células da pele conhecidas como TIG-1. Células jovens apresentaram COFs variando entre 50 e 150 kHz, enquanto células senescentes chegaram a ultrapassar 500 kHz — uma diferença clara e estatisticamente significativa.
Além disso, o método também foi capaz de detectar heterogeneidade no envelhecimento celular, ou seja, identificar subgrupos de células com diferentes níveis de senescência dentro de uma mesma amostra.
A principal vantagem dessa técnica é que ela dispensa o uso de reagentes, corantes ou anticorpos. Isso significa análises mais rápidas, menos invasivas e com menor custo operacional.
Além disso, por se tratar de uma metodologia elétrica, ela pode ser miniaturizada em dispositivos portáteis, facilitando seu uso em laboratórios, clínicas ou até em triagens industriais, como na produção de cosméticos e medicamentos anti-idade.
Os autores destacam que a técnica tem potencial para ser aplicada no desenvolvimento de dispositivos capazes de monitorar, em tempo real, o envelhecimento celular e avaliar a eficácia de terapias.
Por enquanto, a técnica foi testada apenas em fibroblastos humanos. A equipe ressalta que são necessários mais estudos com outros tipos celulares — como células epiteliais, imunológicas e até células cancerígenas — para validar a aplicabilidade geral do método.
Outro desafio é entender como diferentes tipos de estresse celular, como inflamações ou exposição a agentes tóxicos, podem interferir nas propriedades elétricas das células.
Se confirmada sua eficácia em outros modelos biológicos, essa tecnologia pode ser aplicada em:
- Triagem de fármacos anti-envelhecimento
- Monitoramento de terapias regenerativas
- Diagnóstico precoce de doenças associadas à senescência celular
- Desenvolvimento de cosméticos de alta performance
Além disso, abre-se uma nova janela para compreender como as alterações físicas e bioelétricas das células refletem seu estado de saúde.
