o "Relógio do Envelhecimento" revela processos de envelhecimento nas células imunitárias
A equipa do HZI cria um modelo informático baseado em IA que visualiza pela primeira vez o envelhecimento a nível celular
Não é só o nosso corpo que muda com a idade, mas também o nosso sistema imunitário. A forma exacta como as células imunitárias envelhecem e a influência que as infecções e as vacinas podem ter neste processo é demonstrada num estudo atual, que foi conduzido pelo Centro de Medicina da Infeção Individualizada (CiiM). O CiiM é uma instituição conjunta do Centro Helmholtz de Investigação de Infecções (HZI) e da Faculdade de Medicina de Hannover (MHH). Utilizando uma abordagem de grandes volumes de dados, os investigadores criaram um modelo informático denominado "Relógio de Envelhecimento Imunitário de Célula Única", que pode ser utilizado para determinar os processos de envelhecimento no interior de células imunitárias individuais. Os cientistas estão a disponibilizar gratuitamente o inovador relógio de envelhecimento para investigação futura. Esperam que sirva como uma ferramenta útil para compreender melhor os processos de envelhecimento do sistema imunitário, particularmente em relação a doenças infecciosas e doenças imunitárias. O estudo foi publicado na revista Nature Aging.
À medida que envelhecemos, o nosso sistema imunitário também envelhece. Tornamo-nos mais susceptíveis a infecções, as vacinas deixam de funcionar tão bem e o risco de desenvolver doenças relacionadas com o sistema imunitário, como as doenças auto-imunes, aumenta. "Para compreender melhor como e onde exatamente o sistema imunitário se altera com a idade e quais os factores que desencadeiam ou aceleram os processos de envelhecimento, temos de nos concentrar nos intervenientes do nosso sistema imunitário - as células imunitárias", afirma o Prof. Yang Li, Chefe do Departamento de "Bioinformática da Medicina Individualizada" e Diretor do CiiM.
A questão de investigação que a equipa de Yang Li procurou responder foi: Como é o processo de envelhecimento em diferentes tipos de células imunitárias? Para o seu estudo, os cientistas utilizaram milhares de conjuntos de dados do transcriptoma de cinco tipos diferentes de células imunitárias, provenientes de fontes de dados e de literatura de acesso livre. O chamado transcriptoma representa a totalidade de todos os genes activos numa célula num determinado momento. No total, os investigadores tiveram acesso a conjuntos de dados de mais de dois milhões de células imunitárias provenientes de amostras de sangue de cerca de 1000 pessoas saudáveis com idades compreendidas entre os 18 e os 97 anos. A partir destes dados, utilizaram a aprendizagem automática para criar um modelo informático. Chamam a este modelo o "Relógio de Envelhecimento Imunitário de Célula Única".
"Conseguimos identificar genes específicos para cada tipo de célula imunitária que estão envolvidos em processos imunológicos importantes e cuja atividade se altera durante o processo de envelhecimento. Estes assumem o papel de genes marcadores para o respetivo tipo de célula imunitária e servem de referência na aplicação subsequente do modelo", explica Yang Li. "Por acaso, os genes que identificámos desempenham um papel decisivo no desenvolvimento dos processos inflamatórios. É sabido que os processos de envelhecimento estão particularmente associados a processos inflamatórios. Conseguimos confirmar este facto mais uma vez com o nosso estudo".
A equipa de investigação aplicou então o Relógio do Envelhecimento em dois estudos de caso, utilizando dados de doentes. Queriam descobrir de que forma uma infeção por COVID-19 ou uma vacinação contra a tuberculose afecta os processos de envelhecimento nos diferentes tipos de células imunitárias. Nos doentes com COVID-19, os processos de envelhecimento só eram evidentes num tipo de célula imunitária, os chamados monócitos. No entanto, o envelhecimento foi significativamente menos pronunciado em pessoas com uma evolução ligeira da doença. "Os nossos resultados indicam que as infecções graves podem fazer com que as nossas células imunitárias envelheçam mais rapidamente", afirma Yang Li. "Mas - e esta é uma boa notícia - estas alterações parecem ser reversíveis: Após cerca de três semanas, à medida que os pacientes com COVID-19 recuperam lentamente, os monócitos começam a regressar ao seu perfil de idade original".
No segundo estudo de caso, os investigadores utilizaram o relógio do envelhecimento para esclarecer a idade de diferentes tipos de células imunitárias em pessoas após uma vacinação contra a tuberculose. Neste caso, a equipa descobriu uma correlação interessante: a vacinação teve efeitos muito diferentes num tipo de célula imunitária, as chamadas células T CD8, dependendo do número de processos inflamatórios que estavam a ocorrer no corpo. No entanto, em pessoas com elevados níveis de inflamação, a vacinação teve um efeito rejuvenescedor nas células imunitárias.
"O Relógio de Envelhecimento Imunitário de Célula Única abre, pela primeira vez, perspectivas incrivelmente interessantes sobre os processos de envelhecimento celular em diferentes tipos de células imunitárias", afirma Yang Li. "É uma ferramenta poderosa que poderá ser utilizada no futuro para descobrir outras dinâmicas do envelhecimento imunitário, para compreender melhor os efeitos das infecções e das vacinas e para desenvolver novas abordagens para terapias e medidas preventivas que promovam um envelhecimento saudável."
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Alemão pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Wenchao Li, Zhenhua Zhang, Saumya Kumar, Javier Botey-Bataller, Martijn Zoodsma, Ali Ehsani, Qiuyao Zhan, Ahmed Alaswad, Liang Zhou, Inge Grondman, Valerie Koeken, Jian Yang, Gang Wang, Sonja Volland, Tania O. Crişan, Leo A. B. Joosten, Thomas Illig, Cheng-Jian Xu, Mihai G. Netea, Yang Li; "Single-cell immune aging clocks reveal inter-individual heterogeneity during infection and vaccination"; Nature Aging, 2025-3-5
Outras notícias do departamento ciência
