10. Acabando com os zumbis

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Acabando com os zumbis

 

Ao envelhecer, acumulamos um conjunto cada vez maior de células

"resistentes à morte" em nossos tecidos. Isto faz parte de nossa

programação bioquímica para evitar o câncer: interromper a atividade de

células potencialmente cancerosas antes de que possam causar problemas.

Infelizmente, em vez de simplesmente permanecerem silenciosas e

inofensivas, essas células ainda conseguem danificar o tecido circundante

através de sinais químicos problemáticos. Porém, tirando proveito do

universo das novas terapias contra o câncer direcionadas, podemos antever

o desenvolvimento de métodos seguros e efetivos para tirar de cena essas

células senescentes.

 

Até o momento, falei principalmente sobre formas específicas de danos que ocorrem a nível molecular em nossas células e seus componentes, e sobre como podemos restaurar a funcionalidade de nossas células e tecidos desfazendo ou tornando inofensivos esses danos. Mas existem alguns casos em que o corpo ao envelhecer acumula células que estão danificadas de tal forma que não param simplesmente de contribuir para o funcionamento do corpo, mas na verdade tornam-se tóxicas ao sistema que lhes dá suporte.

Já discuti um caso desse tipo no Capítulo 5: células que foram tomadas por mitocôndrias mutantes. Quando mitocôndrias perdem sua capacidade de processar os combustíveis bioquímicos devido a mutações em seu DNA interno, o que nos causa danos (na minha opinião) não é a consequente impossibilidade dessas organelas desempenharem seu trabalho, mas a forma mal-adaptativa através da qual sua célula hospedeira altera seu próprio metabolismo para conseguir sobreviver com esta insuficiência. Esta alteração metabólica faz com que essas células fiquem "mancas" e problemáticas por jogarem o estresse oxidativo para fora de suas membranas e para áreas remotas do corpo.

À primeira vista, poderia-se pensar que o melhor que o corpo poderia fazer com essas células seria matá-las, salvando assim o resto do corpo de sua influência tóxica. Mas a natureza das células específicas que desenvolvem este problema faz com que qualquer tentativa de simples remoção seja perigosa. O caso mais conhecido, poderia-se dizer, é o do tecido muscular estriado. A forma como os músculos são estruturados implica que destruir uma única estrutura muscular, similar a uma célula, quebraria a fibra inteira da qual faz parte. A perda de células musculares devido ao envelhecimento (e não à falta de uso) já é uma das principais causas da fraqueza relacionada ao envelhecimento; não podemos agravar ainda mais este problema matando mais dessas células em uma tentativa de autodefesa.

Então, neste caso específico, como descrevi no Capítulo 6, o que parece fazer mais sentido é encontrar uma maneira de preservar e restaurar a atividade metabólica normal das células afetadas, que foram colonizadas por mitocôndrias mutantes, em vez de matá-las.

Porém, há diversos outros casos nos quais os custos de destruir uma célula tóxica são muito pequenos, e os benefícios são claros e diretos. Todos conhecemos um desses casos — o câncer — e ninguém discorda de que destruir células cancerígenas seja inequivocamente bom. Entretanto, não discutirei o câncer neste capítulo (com exceção da aplicabilidade mais além do câncer de alguns tratamentos anticâncer existentes), porque esta doença impõe desafios tão singulares que dediquei um capítulo inteiro só para ela (Capítulo 12). Em vez disso, focarei em três tipos de células que impõem ameaças muito menos catastróficas do que o câncer, mas que ainda assim contribuem significativamente, de forma coletiva, para o declínio relacionado ao envelhecimento rumo a doenças, fraqueza e morte. Do meu ponto de vista, não há motivos para se tentar reabilitar estas células: parece ser melhor que elas, assim como as células cancerígenas, sejam destruídas. Prefiro analisar esses tipos de células conjuntamente por causa da similaridade das ameaças que impõem e das estratégias que defendo para se lidar com elas.

O ataque dos clones

O declínio do sistema imunológico é um dos efeitos mais mortais do envelhecimento. Infecções que pessoas jovens superam como meras inconveniências são comumente fatais em pessoas biologicamente velhas. A influenza, por exemplo, coloca 114.000 estadunidenses no hospital todo ano, e a gripe e as doenças relacionadas à gripe tiram a vida de cerca de 51.000. Porém, o peso da doença está dramaticamente deslocado mais para o lado das pessoas que anteriormente sofreram a devastação do envelhecimento (vejam a Figura 1). Mortes por influenza e pneumonia associada à influenza são muito raras em adultos com até 70 anos, mas depois disso as taxas crescem exponencialmente. Nos Estados Unidos, mais de 90% de todas as mortes por essas duas doenças são de pessoas com mais de 65 anos de idade.

Figura 1. Variação da vulnerabilidade a pneumonia e gripe com a

idade. Gráfico de cima: variação das taxas de hospitalização de

acordo com a idade, Connecticut (EUA), 1993-1997 (mulheres).

Redesenhado.1 Gráfico de baixo: variação das taxas de

mortalidade de acordo com a idade. Redesenhado a partir de

dados de CDC (Centros de Controle e Prevenção de Doenças,

EUA).2

Poderíamos, é claro, fazer algo em relação à quantidade de mortes através de vacinação. Mas não muito: entre 30% e 70% dos idosos não respondem às vacinas da gripe, em comparação com apenas 10% dos adultos jovens. Além disso, há o fato de que às vezes vacinamos contra a cepa errada de gripe, limitando os efeitos mesmo de uma vacinação bem-sucedida. Há várias razões para o enfraquecimento do sistema imunológico que acontece com o envelhecimento, algumas delas sendo efeitos secundários do envelhecimento em outras partes do corpo (como o aumento sistêmico do estresse por radicais livres espalhado por mitocôndrias mutantes). Mas um dos fatores mais profundos — e inesperados — que baseiam nossa incapacidade de estruturar defesas contra infecções que pessoas jovens superam sem nem terem fungado é, acreditem ou não, uma forma de superpopulação imunológica.

 

Relatório sobre o estado das tropas

Há dois ramos principais do sistema imunológico. Um deles é o chamado sistema imunológico inato, cuja característica "inata" vem do fato de que seu trabalho é tão geral que ele nem tem que "aprender" a identificar um inimigo específico. Seu trabalho é similar ao de soldados regulares em patrulha em uma zona desmilitarizada, tentando manter a ordem mas sem ter certeza de quem poderia ser o inimigo, prontos para enfrentar qualquer um com aparência suspeita. Parece haver muito poucas alterações no sistema imunológico inato com o envelhecimento, e aquelas que foram reportadas parecem ser derivadas de outros aspectos do envelhecimento e de doenças relacionadas ao envelhecimento (e discutiremos algumas delas mais à frente), ou de fatores que são comuns entre os idosos mas que não resultam do envelhecimento biológico, como deficiências de vitaminas e

minerais.3

O outro ramo principal é o sistema imunológico adaptativo. O sistema imunológico adaptativo é mais como uma divisão de unidades de forças especiais altamente treinadas, cada uma delas especializada em realizar ataques direcionados e taticamente sofisticados contra inimigos específicos. Este ramo é responsável pela capacidade do sistema imunológico de aprender sobre invasores, sendo, portanto, responsável pela efetividade das vacinas.

Dentro do sistema imunológico adaptativo existem as células B e as células T. As células B são em geral responsáveis por nos defender de patógenos como bactérias e parasitas que são puramente externos ao corpo, e que podem, portanto, ser selecionados diretamente para destruição. As células B reconhecem marcadores específicos (antígenos) na superfície do invasor externo que revelam sua origem estrangeira, e produzem anticorpos em grande quantidade em resposta a eles. Falei sobre anticorpos no Capítulo 8, ao analisar a vacinação como uma maneira de eliminar amiloides: eles destroem células estrangeiras ao se ligar aos antígenos dos organismos que foram projetados para enfrentar, agindo como sinalizadores que atraem "mísseis" disparados por outros componentes do sistema imunológico, ou bloqueando receptores e outras proteínas que são necessários para a sobrevivência do patógeno.

Já as células T citotóxicas (também chamadas de células CD8 por causa do receptor característico que possuem) são responsáveis por erradicar o inimigo interno: células que são nativas ao corpo mas que agora se voltaram contra ele, como células cancerígenas ou células que foram infectadas por vírus (existem outros tipos de células T além das células CD8 — elas serão discutidas mais à frente). As células CD8 também usam antígenos para marcar seus inimigos, mas como seus alvos estão escondidos em (ou, no caso do câncer, como) células do próprio corpo, as CD8 não têm a oportunidade de pegar o "cartão de visita" dos patógenos em suas próprias superfícies, e não conseguem selecionar os invasores diretamente. Em vez disso, as células CD8 pegam antígenos nas superfícies das células hospedeiras que foram infectadas por um patógeno, ou mais frequentemente em outras células do sistema imunológico que agem como agentes de reconhecimento, recolhendo cópias do antígeno deixado para trás nos escombros de células destruídas pelo inimigo e reportando seus achados para as células CD8 para alertá-las sobre a ameaça. Ao ter identificado o inimigo, as células CD8 procuram e destroem as células hospedeiras infectadas, eliminando sua ameaça ao resto do corpo.

O problema, novamente, começa com a necessidade do corpo de equilibrar as possíveis prioridades em seus processos metabólicos — e fazer isso com recursos limitados. Por um lado, é essencial que o sistema imunológico seja capaz de identificar e lutar contra agentes infecciosos que nunca viu antes, e portanto necessita ter uma reserva de células CD8 que estejam prontas para responder às ameaças novas, "aprender" sobre seus antígenos principais e então lançar um ataque; essas são chamadas de células CD8 virgens. Por outro lado, o processo de encontrar um inimigo que não se consegue reconhecer toma tempo, durante o qual um invasor poderia estabelecer-se no corpo de uma maneira potencialmente fatal, de forma que também temos um grupo de células CD8 de memória — veteranas de antigas batalhas imunológicas, que se lembram dos inimigos que venceram e estão prontas para identificar e lutar com eles novamente.

 

Equilíbrio orçamentário

Isso não seria problema nenhum se pudéssemos ter à mão tantas células T quanto quiséssemos, incluindo muitas células virgens e grandes contingentes de células de memória específicas para cada um dos diversos patógenos que nosso corpo juntou em sua galeria de "indesejados" ao longo dos anos. Mas produzir e manter esses exércitos é um investimento que usa muitos recursos e, como em qualquer situação, o "orçamento" do corpo para o sistema imunológico é limitado. Para evitar ter um déficit em seus gastos "militares", o corpo mantém uma política rigorosa de equilíbrio orçamentário — uma quantidade limitada de "espaço imunológico" (como tem sido chamado) para toda a população de células T em seu conjunto. O sistema imunológico impiedosamente mantém um teto quanto ao número total de células virgens e de memória somadas no corpo em qualquer momento dado, embora a estrutura específica desta população esteja em fluxo constante, mudando dinamicamente quando o corpo responde à ameaça do momento.

Quando este sistema está funcionando bem — como ocorre na maioria das pessoas jovens — ele é praticamente como aquele tipo de exército flexível, de baixo custo, altamente móvel e bem treinado que muitos dos generais e líderes mundiais de hoje em dia sonham em criar. Durante uma infecção com um patógeno específico, há uma rápida reorganização de forças para lutar contra a ameaça no território. Seja no caso de células de memória se mobilizando contra um inimigo que já viram antes, seja no de células virgens encontrando e lançando um ataque contra uma ameaça nova, as células CD8 apropriadas para o inimigo à vista aumentam seu contingente, dividindo-se rapidamente em um processo chamado expansão clonal, e depois se dispersam, identificando e destruindo células que tenham os marcadores proteicos estrangeiros contra os quais são especializadas (este uso do termo "clone" é um entre vários na biologia, e não deve ser confundido, devo salientar, com o uso popular e não científico da palavra; falarei mais sobre os diferentes significados de "clonagem" no próximo capítulo).

Mas após o inimigo ser derrotado, manter grandes quantidades de células CD8 cuja única missão é guerrear contra um inimigo já vencido seria um desperdício de recursos limitados. Com a disciplina estrita do corpo sobre seu orçamento imunológico, ele não pode se dar ao luxo de ter tanto de seu exército especializado em combater só um oponente se este inimigo não estiver mais no processo de levar a cabo um ataque. Assim, o corpo inicia um movimento de retirada rápida e gigantesca dessas células, ordenando que a maioria dos veteranos entre em um programa de autodestruição cuidadosamente organizado (apoptose), após o qual ele pode reequilibrar a estruturação de suas forças para uma postura de defesa mais genérica. Entretanto, alguns veteranos do conflito recente são mantidos depois das hostilidades cessarem como células de memória, vigiando quanto a sinais de um novo ataque dos invasores que conhecem tão bem. As pequenas quantidades necessárias para manter a vigilância do corpo contra um inimigo conhecido fazem com que este gasto seja bastante tolerável, de forma que o custo de manter estas células na folha de pagamento nunca representa um peso significativo para o "orçamento" do sistema imunológico. Pelo menos, este é o plano.

 

Soldados velhos nunca morrem...

Infelizmente, este modelo de disciplina fiscal e militar só funciona bem para infecções que podem ser totalmente eliminadas do corpo. Ele começa a funcionar mal quando o corpo enfrenta inimigos que pode combater até se chegar a uma trégua, mas não eliminar completamente. Uma classe de inimigos desse tipo são os vírus da família da herpes: não só a infecção comumente chamada de "herpes" (herpes simples na boca ou nos genitais), mas também o vírus Epstein-Barr (que geralmente causa a febre glandular, também conhecida como mononucleose infecciosa), o vírus varicela-zoster (que causa a catapora), e mais particularmente o responsável por uma infecção pouco conhecida chamado citomegalovírus (CMV). Todos esses vírus podem ser suficientemente abatidos para se acabar com a doença ativa e sintomática, mas nunca são completamente derrotados. Algumas cópias do vírus continuam a se esconder em algum canto de difícil acesso no corpo, dormentes e fora do campo de visão do sistema imunológico, esperando pelo dia em que o tecido ou o corpo como um todo esteja em um estado tão enfraquecido que possam irromper novamente. Na verdade, o próprio nome "herpes" é derivado da palavra grega herpein ("rastejar"), em referência a sua capacidade de se esconder no corpo enquanto aguarda condições favoráveis para sua reativação.

Vocês podem nunca ter ouvido falar do CMV, mesmo que as chances sejam grandes de que o tenham no corpo (até 85% dos adultos com mais de 40 anos de idade o tem). Isso ocorre porque o CMV raramente causa uma doença reconhecível, mesmo que brevemente: cerca de metade das pessoas com infecção ou reativação do CMV não tem nenhum sintoma, enquanto que a outra metade tem somente queixas inespecíficas difíceis de diagnosticar como mal-estar geral, febre e transpiração.

Novas pesquisas, porém, estão nos mostrando como o CMV (e provavelmente alguns outros vírus) pode também causar sérios danos de longo prazo às pessoas que somente sofrem ativação e reativação leves e breves do vírus. Como o corpo nunca consegue de fato consolidar sua vitória contra esses vírus, as células de memória anti-CMV são chamadas para trabalhar repetidas vezes, e ao longo dessas sucessivas repetições elas gradualmente começam a ignorar o sinal apoptótico que existe para reduzir suas forças quando as hostilidades cessam. Há várias teorias sobre por que isso ocorre, mas acredito que o mais provável é que seja parte de uma adaptação complexa para nos proteger da divisão celular descontrolada (ou

seja, câncer) destas células.4 Independentemente da origem, a incapacidade de reduzir o volume dessas tropas veteranas progressivamente enfraquece a capacidade do sistema imunológico de lutar contra outras infecções, novas ou velhas. As fortes limitações no "espaço imunológico" ou no "orçamento militar" garantem que, quando o corpo não consegue abater células T desnecessárias específicas para CMV ou para outras infecções, ele tem que compensar as quantias com outros soldados imunológicos. O resultado é que o número de células virgens disponíveis para manter o corpo pronto para enfrentar novas ameaças, e de células de memória para enfrentar

outros patógenos, cai para níveis perigosamente baixos.5

 

...eles simplesmente desvanecem

Já é ruim o suficiente que veteranos anti-CMV resistentes à morte se recusem a entrar na sua aposentadoria programada, impedindo as necessárias reorganizações e a contratação de novos recrutas. Mas a situação é, na verdade, pior que isso. Essas expansões clonais problemáticas não se recusam simplesmente a abrir espaço para outros soldados fazerem seu trabalho: assim como combatentes aleijados ou velhos, essas células T enfraquecidas (o termo dos imunologistas é anérgicas) não conseguem nem

desempenhar suas próprias funções.6

Um dos fatores mais importantes que aleijam essas células T anérgicas parece ser a perda de um receptor essencial da superfície celular chamado

CD28 — situação que já foi observada em humanos7 e animais.8 As células T são alertadas da presença de forças inimigas por células apresentadoras de antígeno (APCs), as equipes de reconhecimento do sistema imunológico, que identificam os antígenos dos combatentes inimigos através de contato direto com eles ou ao escavar os escombros de velhos campos de batalha (os restos das células assoladas por eles). Quando as células T perdem o CD28, as APCs não conseguem reconhecê-las para alertá-las sobre o perigo, e seus relatórios de inteligência são arquivados sem serem lidos. Células CD8 específicas para o CMV são excepcionalmente suscetíveis a esta perda.

Um outro problema com as células CD8 anérgicas é que, tendo delimitado um território imenso para si mesmas e assim espremido as outras populações de células T, elas simultaneamente perdem a capacidade de se reproduzir. Células T de memória normalmente expressam um receptor chamado KLRG1, que existe para impedir que se proliferem quando não há nenhuma infecção presente. Mas células saudáveis que têm o receptor KLRG1 são capazes de se reproduzir quando uma ameaça está de fato presente. Pelo menos, geralmente. As células CD8 anérgicas têm o KLRG1

presente em sua superfície,9 mas também têm outro marcador em sua superfície chamado CD57, que não está presente em células de memória

normais.10 Quando o CD57 está presente ao mesmo tempo que o KLRG1, a capacidade das células de se reproduzir fica desativada, de forma que também não podem transformar sua divisão de reserva em um exército completo quando seu arqui-inimigo está se aglomerando sobre as muralhas.

O que também contribui para esta "infertilidade" celular é o fato de que essas mesmas células têm telômeros curtos (telômeros são os longos trechos de DNA não codificante que ficam nas pontas de nossos cromossomos). As células T anérgicas têm este problema pois, diferentemente da maioria das células imunológicas, elas perderam a atividade efetiva da enzima telomerase, que é necessária para renovar os telômeros. A maioria das células não expressa a telomerase, mas ela é essencial para o funcionamento saudável das células CD8 porque estas precisam expandir suas quantidades rápida e frequentemente durante todo o período de vida em resposta a novas infecções. Portanto, a falta de uma atividade forte da telomerase é mais um mecanismo para o enfraquecimento dessas células. Veja o quadro "Informações sobre telômeros e telomerase" para saber mais detalhes, que serão discutidos mais a fundo no Capítulo 12.

INFORMAÇÕES SOBRE TELÔMEROS E

TELOMERASE

Cada vez que uma célula se divide, ela deve fazer uma nova cópia de seu DNA. A enzima responsável por fazer isso — chamada DNA polimerase — é um pouco como um trem monotrilho molecular, movendo-se para a frente ao longo do "trilho guia" fornecido pela fita de DNA que deve replicar. Ao viajar ao longo do "trilho guia", a enzima DNA polimerase faz uma cópia, letra por letra, da fita abaixo de si, fiando a nova fita replicada ao lado à medida que avança.

Entretanto, a DNA polimerase tem uma falha fundamental. Por motivos cujos detalhes não precisamos abordar aqui, o maquinário nunca consegue exatamente replicar a fita inteira de DNA. Uma pequena quantidade de DNA cromossomal é, portanto, perdido toda vez que a célula se divide, deixando a fita copiada mais curta que a original. Em um certo momento, a ponta dos cromossomos acaba sendo completamente corroída.

Um outro problema que nossas células têm que solucionar em relação aos nossos cromossomos é que eles frequentemente se quebram, devido a radiação ou a outros agentes estressores. A célula precisa consertar essas quebras. Porém, o que ela deve cuidadosamente evitar é juntar as pontas de dois cromossomos intactos, confundindo as pontas livres dos cromossomos com as pontas livres de um cromossomo quebrado. Portanto, ela necesita ter uma forma de reconhecer que a ponta autêntica de um cromossomo não é somente um lado de uma quebra de cromossomo.

Os telômeros são metade da solução da Natureza para estes dois problemas. Os telômeros não contêm informação genética — são feitos de um DNA extremamente maçante que consiste de muitas cópias de uma sequência curta — e estão presentes nas pontas de todos os nossos cromossomos. Se esta sequência repetitiva ficar um pouco mais curta durante as rodadas sucessivas de divisão celular e cópia de DNA, nenhum dano ocorre até que esteja quase toda erodida. A outra metade da solução é a enzima telomerase, que é capaz de adicionar cópias da sequência em questão à ponta da fita de DNA. Isso resolve ambos os problemas: as células que expressam a telomerase podem compensar o encurtamento dos telômeros que ocorre durante a divisão celular, e as células com ou sem a telomerase ativa podem evitar juntar os cromossomos pelas pontas porque o maquinário de conserto de quebras reconhece a sequência telomérica característica e a deixa em paz.

Os humanos e algumas outras espécies fizeram um uso engenhoso do sistema telômero/telomerase para se proteger do câncer. O câncer só pode nos matar se suas células se dividirem muito; isso é impossível sem a telomerase, porque sem uma forma de renovar o telômero, ele será lentamente erodido, as pontas dos cromossomos se tornarão indistinguíveis das pontas quebradas de cromossomos, e a célula de câncer terá sua progressão interrompida por causa da junção das pontas de alguns de seus cromossomos. Os humanos, portanto, desligam os genes da telomerase o mais completamente que podem, de forma que muitas mutações são necessárias para ativar a telomerase novamente e assim permitir que as células cancerosas se dividam o suficiente para nos matar.

 

Embora haja menos pesquisas dedicadas a isso, portadores de CMV velhos também sofrem de uma expansão da quantidade de células CD4 defeituosas (as células CD4 são as células "T auxiliares" que ajudam as outras células imunológicas a fortelecerem suas contraofensivas quando os patógenos iniciam uma invasão). Portadores velhos e externamente saudáveis de uma infecção por CMV têm as mesmas grandes expansões clonais de células CD4 específicas para o CMV mas carentes do receptor CD28 que são vistas em suas populações de células CD8, levando à mesma redução de outras células T especializadas e à falta da resposta de ativação que deveria ser

provocada pelas células apresentadoras de antígenos.11

Como ocorre com suas primas CD8, as células CD4 que não contêm o CD28 não conseguem responder aos estímulos das células apresentadoras de antígenos acionando células CD8 e outras do sistema imunológico para enfrentar a ameaça. Juntando-se a isso a incapacidade dessas mesmas células CD8 de atacar seus alvos de forma efetiva, o CMV é deixado vagando livremente, gerando ainda mais expansões clonais e maiores disfunções imunológicas.

Células CD8 anti-CMV que se expandiram clonalmente também são anérgicas (ineficazes) de outras maneiras. Quando ratos jovens são infectados pela primeira vez com a versão de sua espécie do CMV, eles produzem células CD8 muito efetivas que têm o vírus como alvo, as quais reconhecem pelo menos 24 proteínas específicas dele; porém, após a infecção se tornar crônica, suas forças anti-CMV ficam restritas a clones

que reconhecem uma média de somente cinco dessas proteínas.12 E as células CD8 anérgicas de humanos idosos infectados com CMV lançam uma resposta mais fraca à ameaça do que as células de infectados mais jovens, produzindo significativamente menores quantidades de interferon gama, um mensageiro químico essencial responsável por aumentar a

resposta das células T ao vírus.13,14

 

Quando maus generais lideram bons

exércitos

Então, o fracasso das células T anérgicas em acabar com infecções por CMV provavelmente leva a muitas das outras falhas do funcionamento imunológico observadas nos idosos debilitados que não podem ser atribuídas a nenhum efeito direto do envelhecimento das células em questão. Poderia-se esperar que alguns desses efeitos fossem derivados de alterações na produção de citocinas por estas células, o que influencia a atividade de muitos outros soldados dos sistemas imunológicos adaptativo e inato, mas outros exercem alterações muito mais duradouras do que simplesmente problemas de sinalização.

Em especial, atualmente é amplamente aceito que o envelhecimento de células T é responsável pela redução da efetividade relacionada ao envelhecimento observada em nossas células B — as células imunológicas que produzem anticorpos para antígenos estrangeiros, que marcam patógenos para serem destruídos por outras células. As células B dependem de sinais das células CD4 (T-auxiliares) para amadurecer e desenvolver anticorpos, de forma que foi só uma questão de tempo até que alguém confirmasse que células T velhas causam declínio no desenvolvimento e efetividade de células B, independentemente do envelhecimento das

próprias células B.15,16,17 Infelizmente, ninguém ainda (até onde sei) procurou saber diretamente se esses efeitos ocorrem devido aos efeitos da expansão clonal induzida pelo CMV que são tão centrais em outros aspectos do envelhecimento das células T, de forma que não sabemos quanto o fenômeno específico de células T anérgicas contribui para esse declínio. Eu estaria muito interessado nos resultados de tais experimentos.

Independentemente dos estudos sobre os mecanismos envolvidos e da biologia molecular, o impacto real da gradual tomada do sistema imunológico por clones CD8 anérgicos na saúde das pessoas que os contêm também está ficando claro à medida que os cientistas começam a estudar sua influência. Estudos em animais mostram que a expansão clonal relacionada ao envelhecimento de populações específicas de CD8 reduz a variedade de células T presentes no corpo e compromete a capacidade de

implementar uma defesa imunológica efetiva.18 O paralelo em humanos pode ser observado em evidências como uma resposta pior das células CD8

às vacinas da gripe19 e uma queda de efetividade dos reforços da imunidade de células T ao vírus Epstein-Barr que poderiam ocorrer mais tarde na

vida,20 em pessoas com expansão clonal de células de memória anti-CMV.

 

Assumindo todo o custo

Se o custo para o corpo dos clones de células T anérgicas estivesse limitado ao aumento de mortes e deficiências que podem ser diretamente atribuídas a doenças infecciosas, isso já seria uma razão suficientemente boa para se querer fazer algo em relação ao problema. Porém, há evidências consideráveis de que as células CD8 anérgicas contribuem para a morbidez e a mortalidade relacionadas ao envelhecimento a partir de causas sem uma ligação imunológica óbvia.

Para começar, quando um corpo envelhecido sofre um ataque de influenza ou de pneumonia induzida por influenza, ocorrem alarmantes consequências de longo prazo que podem apressar muito o processo de outra doença e acelerar o declínio de uma pessoa rumo ao desamparo e ao

túmulo.21 Um conjunto significativo de evidências mostra que a influenza nos idosos aumenta as mortes por fontes inesperadas como ataques cardíacos, derrames e doenças respiratórias aparentemente não relacionadas com a infecção viral; além disso, ela piora a evolução da insuficiência cardíaca congestiva.

Além do mais, a grande demora para que pessoas biologicamente velhas se recuperem da gripe, quando sobreposta à fragilidade geral induzida por outros aspectos do envelhecimento, provavelmente contribui para o declínio e a deficiência funcionais severos e frequentemente permanentes. Um ataque de influenza frequentemente leva uma pessoa mais velha ao leito hospitalar por até três semanas, e estudos mostram que para cada dia que passam "descansando" desta maneira, os idosos perdem até 5% de sua força muscular e 1% de sua capacidade aeróbica. Mas ninguém pensa na influenza ou no envelhecimento imunológico quando vê uma mulher idosa tendo dificuldade para abrir as portas de um shopping, ou escorregando no chão molhado e quebrando seu quadril.

Existem outras doenças relacionadas ao envelhecimento nas quais clones de células T anérgicas parecem desempenhar um papel importante, mas em que as evidências não são nem de perto tão claras. Uma é a osteoporose. Descobriu-se que mulheres idosas que sofreram uma fratura osteoporótica apresentam maiores níveis de células CD8 anérgicas do que mulheres semelhantes mas sem doença óssea, e há uma base molecular para se pensar que células CD8 defeituosas são na realidade uma causa, e não uma

consequência, do afinamento estrutural dos ossos das mulheres.22

Além disso, apesar de ser algo mais especulativo, até a evolução da aterosclerose poderia ser afetada pela lenta "clonalização" da população de células T, por ocasionar um estado de inflamação crônica que poderia acelerar um ataque cardíaco. Em apoio a esta hipótese, verificou-se que pacientes com doença arterial coronariana têm níveis mais altos de células CD8 anérgicas que pessoas saudáveis semelhantes quanto ao resto — um fato que está independentemente relacionado tanto com a infecção por

CMV quanto com a presença da doença em si.23 Assim, o enfraquecimento do sistema imunológico parece estar tanto facilitando quanto sendo o resultado de infecções arteriais, o que por sua vez pode ser o inquieto dedo no gatilho que está brincando com a pistola carregada das artérias ateroscleróticas.

Como já afirmei, as evidências para muitos desses efeitos secundários de clones de células T anérgicas ainda não são conclusivas. Porém, alguns estudos impressionantes agora coordenados pelo projeto T-CIA (Imunidade e Envelhecimento de Células T) da União Europeia nos deram uma ideia mais clara do custo total, em mortes, deste impulsionador do envelhecimento imunológico, independentemente do que pode acabar sendo escrito no certificado de óbito.

Essas pesquisas analisaram dois grupos dos "mais velhos" da Suécia

(pessoas entre 80 e 89 anos24 e entre 90 e 99 anos25,26) selecionando-se somente pessoas que estavam particularmente saudáveis quando comparadas com a maioria das pessoas com a mesma idade cronológica: sem sérias doenças cardíacas, cerebrais, hepáticas ou renais preexistentes; sem diabetes ou câncer nem sinais de infecções existentes e ativas ou marcadores químicos inflamatórios; e que não estivessem tomando nenhum fármaco com efeitos significativos no sistema imunológico, incluindo vacinação recente. A equipe europeia descobriu que mesmo entre esses idosos relativamente saudáveis, alguns estavam silenciosamente sofrendo de um conjunto de defeitos imunológicos (o "fenótipo de risco imunológico") incluindo diversas formas de danos do envelhecimento que podem ser causados por infecção por CMV — notavelmente as expansões clonais de células CD8 anérgicas anti-CMV.

O fato de que a população do estudo resultante estava saudável embora muito velha cronologicamente (pelos padrões de hoje em dia), e de que algumas pessoas tinham e outras não tinham clones de células T anérgicas, permitiu que a equipe do T-CIA estudasse os efeitos dessas células "de forma limpa" durante os dois anos seguintes em uma população onde sua presença poderia realmente ser interpretada como algo que prevê doenças preexistentes, em vez de ser decorrente delas.

Não foi nenhuma surpresa constatar-se que ter o fenótipo de risco imunológico aumentava a probabilidade de morte das pessoas — mas o tamanho do efeito foi um choque. O efeito foi especialmente forte na população entre 90 e 99 anos, na qual sua presença conseguia prever 57% das mortes. Isto — lembrem-se — a partir dos danos do envelhecimento imunológico induzidos por um vírus cuja infecção ativa ocorre em muitas pessoas sem sequer ser notada, e que mesmo no resto das pessoas geralmente causa somente febre e mal-estar leves.

É importante compreender totalmente o que estas descobertas implicam. O impacto de ter o fenótipo de risco imunológico foi observado em conexão com a mortalidade por qualquer causa, e não somente com o risco de morte por uma doença infecciosa. Embora patógenos de fato tirem a vida de muitas pessoas biologicamente muito velhas, essas mortes não conseguem justificar completamente o resultado.

 

Uma queimada para um novo crescimento

Com a acumulação cada vez maior de evidências apontando o envolvimento dos clones de células CD8 anti-CMV no enfraquecimento relacionado ao envelhecimento do sistema imunológico, os imunologistas começaram a ver o lado positivo deste fato. Se tanto do envelhecimento do sistema imunológico for de fato causado por este expansionismo excessivo, sua prevenção ou reversão deveria, respectivamente, proteger ou restaurar um sistema imunológico jovem em pessoas cronologicamente velhas. Vacinas seriam novamente tão efetivas nas pessoas com idade atualmente avançada como eram em sua juventude, e seria eliminado o enorme fardo de sofrimento causado nos idosos por infecções que os jovens superam depois de um ou dois dias ruins que passam em casa em vez de no trabalho ou na escola.

Uma opção de prevenção, defendida por muitos imunologistas, é uma vacinação contra CMV. Mesmo antes de que tivéssemos compreendido que a infecção por CMV é um impulsionador central do enfraquecimento relacionado ao envelhecimento do sistema imunológico, um relatório de 1999 sobre a lenta velocidade de desenvolvimento de novas vacinas, realizado pelo Instituto de Medicina (IOM) da Academia Nacional de Ciências dos EUA, classificou a busca por uma vacina anti-CMV efetiva como sendo o item de maior prioridade da lista, baseando-se somente nos custos do vírus em termos financeiros e de duração da vida humana conhecidos na época. O Escritório do Programa de Vacinação Nacional dos EUA acabou concordando posteriormente, pedindo mais verba governamental para a pesquisa de uma vacina contra CMV. Hoje em dia, ao serem confrontados com a forte evidência que condena a infecção por CMV como sendo uma das causas principais do envelhecimento do sistema imunológico, muitos imunologistas estão ainda mais empenhadamente pedindo que ocorram esses investimentos.

Embora os méritos desta estratégia pareçam fortes, vale a pena notar que ela é fundamentalmente preventiva. Apesar de poder reduzir o risco de infecção por CMV, e possivelmente melhorar a resposta imunológica contra o vírus de pessoas já infectadas, a vacinação não conseguiria eliminá-lo — e certamente não conseguiria reverter os efeitos acumulados que uma vida inteira de infecção por CMV causou no sistema imunológico. Assim, uma vacina contra CMV poderia salvar uma quantidade relativamente pequena de bebês de sofrerem trágicos defeitos de nascença, e prevenir a morte de muitos pacientes com AIDS e daqueles que fizeram transplantes, mas faria pouco pelos muitos milhões de pessoas que já sofrem com infecções crônicas e com a contínua vulnerabilidade de terem sistemas imunológicos desgastados por células CD8 anérgicas que se expandiram clonalmente.

Outras propostas, que pelo menos teriam o potencial de desfazer alguns aspectos do envelhecimento imunológico, envolvem tentar remediar os defeitos das células T anérgicas existentes usando terapia genética. A ideia é que ao colocar cópias de genes de proteínas que estão em falta ou hipoativas nessas células (como as proteínas para o receptor CD28 ou para a telomerase), poderíamos restaurar sua efetividade em fazer seu trabalho específico, e evitar seus efeitos supressores em outras populações de células T. Embora haja algum mérito nessas propostas, há também limites para sua provável efetividade e muitas incertezas em relação a seu caminho para o desenvolvimento clínico. E no caso da telomerase, ainda enfrentaríamos a grande preocupação que deve ser levada muito a sério quando contemplamos a possibilidade de introdução da telomerase em qualquer célula, sem falar daquelas células que sabemos estarem danificadas por danos causados pelo envelhecimento: refiro-me ao câncer. Falarei muito mais sobre este problema no Capítulo 12, mas aqui vai uma pequena amostra: como as células precisam de um comprimento mínimo de telômero para continuar a se dividir, e como cada divisão celular corta um pedacinho dos telômeros das células, as células com mutações potencialmente cancerígenas necessitam uma forma de renovar seus telômeros para poderem tornar-se cânceres completos. Quase todas as células cancerosas conseguem fazer isso ao destruir o autoimposto "freio de mão" colocado em seus genes de telomerase. Realmente queremos introduzir esse gene em células defeituosas, ou pior, em células que são "simples espectadoras" nas quais a telomerase nunca deveria ser ativada (caso algum dos vetores da terapia genética as infecte também)?

Não: a solução aqui não é tentar reabilitar essas células, mas se livrar delas. Pessoas idosas infectadas com CMV não parecem ter falta de células T funcionais direcionadas contra células infectadas pelo vírus: o que ocorre é que essas células são suprimidas pela influência massiva de populações gigantescas de células T anérgicas. E lembrem-se de que mesmo se pudéssemos restaurar a potência imunológica total de todas essas células T defeituosas, elas ainda causariam problemas enquanto continuassem a se espalhar sobre o precioso e limitado "mercado imobiliário" imunológico, evitando a retenção tanto de células virgens quanto de células de memória, que são necessárias para nos proteger de outros patógenos.

A solução para isto é conceitualmente simples. Ao se remover os clones de células T anérgicas, o espaço imunológico será aberto para que células saudáveis de outros tipos e especificidades possam entrar — e os efeitos repressores dos clones anérgicos sobre seus primos anti-CMV mais saudáveis serão eliminados.

O problema, evidentemente, é como eliminar essas células T anérgicas de nossos sistemas sem afetar todas (ou, pelo menos, quase todas) as células de memória e virgens saudáveis que estamos tentando libertar da dominação repressiva. Enquanto que os oncologistas podem até certo ponto aumentar a efetividade — e diminuir a toxicidade — de fármacos ou radiação ao aplicá-los da forma mais restrita possível em um caroço relativamente grande em um local bastante bem definido do corpo, não podemos fazer o mesmo contra células T anérgicas, que estão espalhadas por todo o corpo em vez de estarem concentradas em um local. Esta mesma característica elimina a abordagem cirúrgica: tumores podem frequentemente ser removidos (ou pelo menos contidos) com o bisturi, com diferentes graus de segurança e benefício clínico, mas não estaremos em posição de retirar cada uma das células T anérgicas do corpo, uma por uma, em um futuro próximo.

Mas apesar das terapias contra o câncer do passado recente não oferecerem um bom modelo para o desenvolvimento da biotecnologia necessária, os mais animadores tratamentos contra o câncer que estão atualmente disponíveis (ou a ponto de estarem disponíveis) sugerem um caminho para terapias que de fato eliminariam seletivamente o fardo das células que simplesmente não morrem.

 

Cheira a Gleevec

Mesmo que ninguém que vocês conheçam tenha câncer, há uma boa chance de já terem ouvido falar de Gleevec (também conhecido como STI-571 ou imatinib), Iressa (ZD1839 ou gefitinib), Herceptin (trastuzumab) e outros fármacos menos famosos ou que ainda estão passando pelo processo de aprovação. Estas chamadas "terapias contra o câncer direcionadas" foram adequadamente aclamadas como grandes inovações; até mesmo a palavra "milagre", embora absurdamente usada em demasia em livros populares sobre saúde, parece ter seu uso justificado para muitas pessoas que viram tumores desaparecerem de seu corpo ou do corpo de entes queridos, sem os horríveis efeitos colaterais associados com a radioterapia e a quimioterapia. Mesmo assim, esses fármacos não estão completamente livres de efeitos colaterais — nenhum fármaco que "mexe com o metabolismo" pode estar. O Herceptin, por exemplo, tem como alvo um receptor de crescimento chamado HER-2: ao inutilizar o HER-2, ele evita o crescimento excessivo das células cancerígenas que obtêm sua dose de estímulo de crescimento produzindo muito HER-2 em sua superfície. Mas outras células saudáveis dependem de um pequeno nível de estimulação do HER-2 para proliferarem normalmente. Por causa disso, os usuários de Herceptin podem sofrer de insuficiência cardíaca congestiva fatal — um efeito colateral que pesquisas recentes também descobriram existir em um pequeno número de usuários de Gleevec, que se pensava ser um fármaco extremamente limpo precisamente porque só tem como alvo uma forma anormal de um

transdutor de sinal de crescimento.27

Da mesma maneira, interferir na resistência à apoptose de células T anérgicas pode levá-las à morte, mas isso ainda deixa em aberto a questão de como desfazer esta resistência sem matar células necessárias em outros lugares do corpo.

Tenho convicção de que podemos fazer a engenharia reversa para adaptar as novas terapias contra o câncer direcionadas — e também terapias mais novas que estão agora em diversos estágios do desenvolvimento clínico — para desenvolver a capacidade de criar "bombas inteligentes" que destruirão células T anérgicas (e também os outros tipos de células tóxicas que discutirei mais à frente) com danos mínimos às células

saudáveis.28 Podemos prever que seremos capazes de acoplar toxinas cuidadosamente escolhidas a moléculas que seletivamente tenham como alvo as marcas distintivas que denunciam os clones anérgicos, e portanto os matem direta e decisivamente em vez de só interferir em seu metabolismo.

 

A luz mata vampiros

Um tratamento para câncer que sugere maneiras de eliminar células T anérgicas é a terapia fotodinâmica (PDT). A PDT começa com um fármaco que, quando iluminado com a luz de um laser, esquenta muito ou produz uma explosão enorme de radicais livres. Existem fármacos que têm esta característica e que são também absorvidos seletivamente por células cancerígenas, o que permite aos oncologistas acumular uma grande quantidade do fármaco fotossensível em células-alvo enquanto evitam em muito a absorção por células normais. Em si, os fármacos de PDT são inofensivos, não tendo efeitos enquanto o paciente não for irradiado com luz. Da mesma forma, a luz de laser vermelha de baixa energia é inofensiva para pessoas que não receberam estes fármacos: os raios passam inofensivamente pelo corpo. Mas quando um feixe de laser desse tipo penetra nas células que contêm um fármaco fotodinâmico, as propriedades fotossensíveis do agente são reveladas em um brilho ardente de calor direcionado ou em um turbilhão de radicais livres que destroem as células tumorais enquanto deixam suas vizinhas ilesas, com exceção daquelas que estão muito próximas.

O primeiro fármaco de PDT, o Photofrin, foi aprovado em países industrializados como um tratamento para câncer avançado de pulmão, do aparelho digestivo e das vias urinárias no começo dos anos 1990, e versões mais avançadas estão agora em uso na clínica médica ou nos últimos estágios de desenvolvimento. A mais interessante destas, o Pc-4, acumula-se mais em alguns tipos de células cancerosas do que em células saudáveis porque se dissolve bem em lipídios, e esses cânceres específicos têm uma quantidade incomumente alta de lipídios. Assim que entra na célula, algumas características da estrutura do Pc-4 permitem que se insira dentro das fábricas de energia da célula de câncer, as mitocôndrias, sobre as quais falei tanto nos Capítulos 5 e 6. Quando o laser é ligado, o bombardeio por radicais livres começa, matando a célula de forma limpa por apoptose induzida por radicais livres ou, no pior dos casos, deixando alguns destroços quando a célula morre de uma forma grosseira, com os radicais livres rasgando a célula, fazendo ligações cruzadas em suas proteínas, tornando suas membranas lipídicas rançosas e destruindo o DNA com mutações.

 

O canivete suíço molecular

Nas fronteiras da medicina estamos vendo agora o uso emergente da nanotecnologia — técnicas de engenharia implementadas a nível molecular — para destruir células cancerígenas seletivamente, novamente fornecendo-nos um mapa para o desenvolvimento de uma terapia direcionada a células tóxicas como os clones de células T anérgicas. Uma tecnologia desse tipo são os dendrímeros: minúsculas partículas com estruturas ramificadas requintadamente complexas que se estendem para fora como arbustos, resultando em um formato esférico (vejam a Figura 2). Os ramos dos dendrímeros são construídos de uma maneira que nos permite prender uma ampla variedade de moléculas a eles. Isso faz com que sejam como canivetes suíços nanotecnológicos: diversas ferramentas úteis podem estar juntas em um pequeno pacote compacto. Os dendrímeros podem carregar uma molécula para que os direcione a um determinado tipo de célula, um ou mais fármacos mortais ou outros venenos para matar as células-alvo assim que forem localizadas e (caso se deseje) uma molécula que permita aos pesquisadores ou médicos rastrear o progresso do pacote inteiro à medida que se move pelo corpo.

 

Figura 2. Um dendrímero "descarregado".

Um dendrímero sob desenvolvimento experimental combina ácido fólico (sim, a vitamina) com o já reconhecido fármaco anticâncer metotrexato e um composto fluorescente chamado fluoresceína. O ácido fólico está presente para direcionar o dendrímero às células de câncer. Muitos cânceres absorvem quantidades imensas desta vitamina porque ela é necessária para a produção de novo DNA — e como a célula necesita criar uma nova cópia completa de seu DNA cada vez que se divide, os cânceres têm alta necessidade metabólica de ácido fólico para dar suporte à velocidade febril de sua proliferação. Para manter cheias suas reservas desta vitamina, muitas células de câncer "aprendem" a fazer brotar verdadeiras florestas de receptores de ácido fólico em sua superfície.

Este dendrímero foi testado em ratos nos quais se injetou uma linhagem celular humana de câncer nasofaríngeo. Seus tumores cresceram rapidamente, alcançando a estabilidade em cerca de 50 dias. Dar a um grupo de animais uma pequena dose de metotrexato não teve praticamente nenhum efeito no crescimento dos tumores (vejam a Figura 3). Uma dose mais de quatro vezes maior (a "dose média" na figura) reduziu bastante a taxa de crescimento, mas não trouxe grandes benefícios reais aos animais: metade deles morreu por causa dos tumores ou dos efeitos colaterais do fármaco dentro de 39 dias. Aumentar novamente a dose, agora em 50% (a dose "alta"), baixou o crescimento do câncer para quase nada — mas sem trazer nenhum benefício aos animais, porque a toxicidade do fármaco causou a rápida perda de um terço da massa corporal dos animais, e novamente permitiu ou provocou a morte de metade deles após somente um mês de experimento.

 

Figura 3. Tecnologia de dendrímero direcionado contra o

crescimento de câncer em ratos. Redesenhado.29

Mas vejam o que foi alcançado com o mesmo fármaco sendo direcionado por um dendrímero! Quando foi direcionado usando esta nova tecnologia, uma dose de metotrexato equivalente à dose menor do metotrexato não direcionado foi tão efetiva em reduzir a velocidade de crescimento do tumor quanto uma dose mais de quatro vezes maior de metotrexato simples. Além do mais, o metotrexato direcionado pelo dendrímero pareceu apresentar

uma toxicidade muito baixa.29

Em um estudo subsequente, o mesmo grupo comparou os efeitos da dose baixa de metotrexato com os efeitos da mesma dose entregue usando o dendrímero direcionado, mas desta vez por um período mais longo de 99 dias. Quando deixados sem tratamento, os ratos com câncer começaram a morrer rapidamente — cerca de 50 dias após o início do experimento — e uma baixa dose de metotrexato melhorou a sobrevivência dos animais só modestamente. Mas ao final do estudo de 99 dias, três dos oito animais que receberam o fármaco direcionado por dendrímero ainda estavam vivos — e de forma impressionante, um desses animais já estava completamente curado de seu câncer no 39º dia. Novamente, o fármaco direcionado por dendrímero não apresentou toxicidade.

 

Trocando a serra por um palito de dente

A vantagem dos dendrímeros é que, assim como os canivetes suíços, são muito customizáveis. Os pesquisadores estão realizando experimentos com dendrímeros contendo muitas diferentes moléculas de direcionamento e agentes anticâncer. Uma aplicação muito inteligente sob desenvolvimento é uma versão "dendrimerizada" de um soco duplo anticâncer conhecido como terapia de captura de nêutrons pelo boro (BNCT) — uma ótima ideia que foi primeiramente proposta mais de 50 anos atrás, mas que até agora ninguém conseguiu de fato colocar em prática.

A ideia por trás da BNCT é similar à terapia fotodinâmica. Primeiramente, injeta-se no paciente uma forma de boro mineral. Assim que o suficiente deste mineral tiver se acumulado nas células cancerosas, pode-se submetê-las a feixes de baixa energia de nêutrons. O boro em si é inofensivo, assim como (mais ou menos) o feixe de nêutrons. Mas quando os nêutrons atingem a forma de boro usada na BNCT, ele os absorve em seu núcleo atômico e repentinamente torna-se extremamente instável, liberando partículas alfa radioativas. Partículas alfa têm energia suficiente para destruir a célula na qual o boro original está localizado e algumas de suas vizinhas, mas ficam sem energia rapidamente e os resíduos de baixa energia são inofensivos. Assim, as células cheias de boro são mortas mas nenhum dano extenso é ocasionado.

O segredo, evidentemente, é encontrar uma maneira de entregar o boro seletivamente às células cancerosas, de forma que quando se acionem os feixes de nêutrons não se destrua o tecido saudável no cérebro e em outros locais. Os cientistas têm tentado transformar a BNCT numa terapia clínica viável para um câncer de cérebro raro, extremamente agressivo e difícil de tratar chamado glioblastoma multiforme desde 1951, tendo nisso algum sucesso, apesar de bastante limitado, nunca alcançando resultados bons o suficientes para justificar seu uso como um tratamento padrão para a doença.

Entretanto, cientistas recentemente reportaram resultados muito promissores em um modelo animal de glioblastoma multiforme que foi tratado com uma BNCT usando boro direcionado por dendrímero. Células humanas de glioblastoma contendo uma versão mutante do receptor do fator de crescimento epidérmico (EGFR) chamado EGFRvIII que está relacionado com a maioria desses cânceres foram implantadas nos cérebros de ratos. Os pesquisadores então carregaram pesadamente seus dendrímeros com boro, e então os enviaram para caçar os gliomas prendendo um anticorpo monoclonal ao EGFR mutante. Para entender quão promissor o dendrímero realmente era, eles compararam seus efeitos não só com o que acontece com animais que não são tratados, mas também com animais que receberam borofenilalanina (BPA — a preparação mais promissora de boro usada em testes clínicos de BNCT), ou o dendrímero cheio de boro junto com o BPA (mas não ligado a ele). Dentro de um dia, cerca de 60% dos dendrímeros injetados que continham BPA foram direcionados aos tumores que continham o receptor mutante, alcançando concentrações que eram cerca do triplo daquelas com BPA somente; a absorção por tecidos normais foi insignificante. Impressionados com sua capacidade de direcionamento, os pesquisadores esperaram para ver se poderia de fato curar os animais de seus gliomas.

Os resultados foram muito claros (vejam a Figura 4). Animais não tratados viveram uma média de somente 26 dias. Poderia-se esperar que animais recebendo BPA vivessem 40 dias: uma melhora significativa, mas ainda assim um prognóstico sombrio. Entretanto, animais que receberam o boro direcionado por dendrímero viveram uma média de 70 dias, com 10% deles sobrevivendo por seis meses — o que é considerado uma "cura" da mesma forma que uma sobrevivência de cinco anos é considerada uma "cura" em humanos, já que ratos saudáveis têm uma expectativa de vida de cerca de 30 meses. E animais que foram sortudos o suficiente para receber o dendrímero junto com o BPA sobreviveram, em média, por incríveis 85,5 dias, mais de três vezes a expectativa de vida dos animais não tratados, e mais do dobro da sobrevivência de animais que receberam a melhor terapia experimental disponível. Além disso, impressionantemente um a cada cinco animais tratados com o BPA mais o dendrímero alcançaram a "cura" como acabou de ser definida.

 

Figura 4. A tecnologia de direcionamento por dendrímero melhora

dramaticamente a efetividade da BNCT. Redesenhado.30

Outras moléculas de direcionamento, tipos de tumores e agentes anticâncer foram testados com sucesso com dendrímeros em modelos experimentais. Estes dispositivos de primeira geração estão se tornando uma maneira muito efetiva e versátil de criar mísseis específicos e letais que procuram tumores que expressam receptores conhecidos na superfície celular como uma característica distintiva — e também oferecem grandes esperanças quanto às células T anérgicas.

 

Aconselhamento a favor do suicídio

Hoje em dia, a terapia genética é uma prática rotineira em ratos, usada para muitas coisas, desde testes de terapias experimentais baseadas em genes, investigando os efeitos de se ligar e desligar genes em um organismo, até a criação de novos modelos de doenças humanas através da modificação de células animais para serem mais como células humanas. A terapia genética em humanos ainda é algo muito experimental, mas está claro que é somente uma questão de tempo até que a dominemos: a necessidade de curar doenças congênitas, e a potencial utilidade da terapia genética em uma variedade tão ampla de desafios médicos que abrange por exemplo a artrite reumatoide, traumas, a construção de tecido dentário e a AIDS (para mencionar alguns) está fornecendo o ímpeto para a ciência básica e a

ciência clínica necessárias para trazê-la para nosso arsenal terapêutico.31

Uma opção que a terapia genética irá nos fornecer é a capacidade de construir um novo mecanismo de suicídio em nossas células T que faria com que se autodestruíssem caso se tornassem anérgicas. Os cientistas já há algum tempo são capazes de introduzir em ratos (e outros animais de laboratório) genes que só são acionados quando está presente um fator específico, como um antibiótico, luz UV, um açúcar, ou até mesmo um fator de sinalização como o cálcio. Isso nos permite ligar e desligar esses genes quando queremos, simplesmente administrando-se o fator adequado.

A capacidade de introduzir um gene que só é expresso quando os pesquisadores querem tem sido uma poderosa nova ferramenta para estudar os efeitos desses genes. Porém, estas técnicas também estão atualmente passando a ser usadas para propósitos médicos. Se em vez de projetar esses genes para que se ativem em resposta a fatores fornecidos externamente, tornássemos sua ativação dependente da presença de uma proteína específica cuja síntese interna fosse a característica de uma célula da qual queremos nos livrar, teríamos mais uma maneira de destruir células seletivamente.

Assim como ocorreu nas outras tecnologias de direcionamento que analisei, o primeiro trabalho nessa direção foi na área do câncer. Como já mencionei, o único requerimento absoluto para que uma célula de câncer possa nos ameaçar é que ela tenha uma maneira de manter a renovação de seus telômeros: se isso não ocorrer, seu crescimento furioso parará quando seu telômero chegar ao fim, o que acontece muito antes de poder ameaçar consideravelmente nossa saúde. Geralmente isso se consegue através da ativação do gene reprimido da enzima telomerase — um gene que todas as nossas células contêm, mas que está desativado em células saudáveis sempre ou quase sempre. Dessa forma, "infectando-se" as células de um paciente com um "gene suicida" que se ativasse na presença de altos níveis de telomerase, as células cancerosas poderiam ser mortas a partir de dentro. Isso eliminaria a necessidade de se direcionar um fármaco ou o sistema imunológico para a célula perigosa: cada célula teria dentro de si as sementes de sua própria destruição caso se voltasse para o lado escuro.

Em princípio, poderíamos criar um "gene suicida" literal que destruiria a célula quando estivesse presente a proteína denunciadora. Na verdade, isso já foi feito em modelos animais de câncer, usando-se genes que regulam a

apoptose;32 as células T anérgicas são resistentes à sinalização de apoptose, mas esta resistência poderia ser superada se fossem bombardeadas com mensagens insistentes para que murchem e morram. Porém, há uma alternativa ainda melhor que está mais avançada quanto a seu desenvolvimento. Ela usa a técnica um pouco mais facilmente controlável — e, portanto, mais segura — de instalar o gene para uma proteína que é amplamente inofensiva por si só, mas que ativa uma forma inativa de um fármaco mortal — um "pró-fármaco", como é chamado.

Pró-fármacos são substâncias que são inativas e inofensivas até serem metabolizadas de alguma forma, quando são então quimicamente transformadas em um produto farmacologicamente ativo. A maioria dos pró-fármacos são ativados por enzimas em nosso fígado e então liberados em sua forma ativa no resto do corpo, mas outros agem mais como "agentes dormentes", movimentando-se pelo corpo discretamente, "cuidando da sua própria vida" e misturando-se com seu ambiente, até ser dado um sinal previamente combinado, quando então seu propósito escuso subitamente se revela na forma de um ataque preciso em seu alvo.

Diversos fármacos antivirais, como o fármaco contra herpes ganciclovir (Cytovene/Cymevene), funcionam mais ou menos dessa forma. O ganciclovir faz com que os vírus não possam mais usar o maquinário de replicação de DNA de suas células hospedeiras para se reproduzir. Ele faz isso interferindo na atividade da versão incomum do vírus da timidina quinase (TK), uma enzima que é necessária para a síntese de DNA.

O trabalho da timidina quinase é fazer com que a timina (uma das "letras" do "alfabeto" do código de DNA) esteja disponível para ser adicionada à nova cadeia de DNA, ligando a timidina a moléculas de fosfato tiradas do ATP (a molécula que funciona como "moeda de energia"). O ganciclovir age como um impostor molecular em uma missão de sabotagem de uma fábrica inimiga. Primeiro usa sua forte semelhança estrutural com a timidina para enganar a TK viral de forma que pense que é esta molécula. Uma vez enganada, a TK entrega ao fármaco o grupo fosfato que corresponderia à timidina.

O ganciclovir usa então seu novo grupo fosfato para perpetuar seu roubo de identidade, apresentando sua identidade falsa para o maquinário de síntese de DNA da célula que inadvertidamente insere-o na fita de DNA emergente no lugar da timina. Neste ponto, a sabotagem do equipamento invadido está completa, porque embora o maquinário possa colocar o ganciclovir na fita de DNA, ele não pode adicionar mais letras genéticas em continuação ao ganciclovir após este ser adicionado. Sem a capacidade de copiar seu DNA, o vírus não consegue se replicar, e sua campanha de expansão termina abruptamente, faltando somente o sistema imunológico cercar e por fim destruir as células nas quais os vírus restantes estão escondidos.

Se o ganciclovir fosse tão bom em enganar a versão da enzima TK usada por nossas próprias células quanto é contra a versão viral, ele potencialmente seria um fármaco anticâncer muito efetivo: novamente, é preciso lembrar que o câncer só pode sobreviver se mantiver sua velocidade insana de crescimento, de forma que acabar com isso ao desligar-se sua capacidade de síntese de DNA rapidamente domesticaria os tumores. Porém, evidentemente, um fármaco do tipo teria alguns efeitos colaterais muito sérios, porque iria ao mesmo tempo desativar o crescimento de células normais. Isto poderia fazer com que tivesse um custo-benefício terapêutico aceitável em relação ao câncer — o efeito passaria após o uso do fármaco ser interrompido, permitindo que os pacientes se recuperassem — mas o tornaria totalmente inaceitável para seu uso atual como um tratamento para herpes.

Entretanto, o ganciclovir é na verdade bastante ruim em mimetizar a enzima TK humana, e seus efeitos são, portanto, em sua maior parte restritos a desativar a replicação viral — apesar de ter alguns efeitos negativos na capacidade do corpo de regenerar suas células do sangue e na produção de esperma. Mas uma equipe de cientistas japoneses e estadunidenses recentemente percebeu que poderia, em princípio, usar a combinação TK viral/ganciclovir para desativar cânceres se pudesse introduzir a enzima nas células das vítimas de câncer usando terapia genética, mas acioná-la exclusivamente em células cancerosas.

Como já mencionei, há uma forma óbvia de distinguir células cancerosas de células normais que poderia fornecer um mecanismo para controlar a ativação da TK viral: a telomerase ativa. Os pesquisadores perceberam que criando-se uma versão do gene da TK viral que fosse ligado a um "gatilho" (promotor) que acionasse o gene somente na presença de telomerase, eles poderiam fazer a enzima funcionar em células malignas de pacientes com câncer, deixando-a dormente em quase todos os outros lugares do corpo.

Neste ponto, o fluxograma daquilo que eles estavam criando estava começando a se parecer com o equivalente de biotecnologia de um desses dispositivos excessivamente complexos e cheios de passos que jogadores constroem no jogo de tabuleiro "Mousetrap" (Ratoeira). Os cientistas colocariam a "armadilha" ao primeiro inserir uma cópia do gene da enzima TK viral junto com seu "gatilho" de telomerase especial em cada célula do corpo do paciente. O paciente então tomaria pílulas de ganciclovir, que penetrariam em todas as suas células indiscriminadamente.

Na maioria das células, o fármaco não teria efeito nenhum, pois quase todas as células têm sua enzima telomerase firmemente desativada. Mas quando o ganciclovir entrasse numa célula cancerosa, a armadilha se ativaria. A enzima telomerase abundante no câncer ativaria a enzima TK viral; a TK interagiria com o ganciclovir, adicionando o grupo fosfato necessário para que "letras" do DNA sejam inseridas na fita de DNA emergente; na próxima vez em que fosse atrás da "letra" adequada, o maquinário de cópia de DNA pegaria o ganciclovir fosforilado por engano, colocando-o no lugar das "letras" na fita. Neste ponto, quase se poderia ouvir o grito de "armadilha!" quando as máquinas de síntese de DNA emperrassem, a divisão celular fosse interrompida e o câncer fosse desativado. Vejam a Figura 5.

Figura 5. Como o ganciclovir permite à timidina quinase viral

matar células cancerosas de mamíferos.

Era uma solução maluca e complicada — mas funcionou in vitro contra células de câncer de fígado, rim, pâncreas e tireoide. Além do mais, a armadilha provou-se amplamente inofensiva para células normais de

tireoide de rato e células de pele humana.33 Portanto, a equipe deu o próximo passo para levar algo da bancada de laboratório para a clínica médica: um estudo cuidadoso com animais de laboratório.

Os pesquisadores primeiramente fizeram dois lotes diferentes de genes TK virais customizados: um com o interruptor que se ativaria com telomerase, e outro com um interruptor que se ativaria tanto em células saudáveis quanto em células cancerosas. Então colocaram esses genes em vírus da mesma família da gripe comum, permitindo que eles literalmente infectassem os animais com os genes construídos. Primeiro testaram esses genes em animais saudáveis, para ver qual era a probabilidade de efeitos colaterais. Como esperado, os animais que receberam a TK viral sob o controle de um promotor não seletivo sofreram terríveis lesões hepáticas quando foi-lhes injetado ganciclovir, enquanto que colocar-se o mesmo gene sob controle de um promotor por telomerase pareceu ser basicamente inofensivo, já que não havia células cancerosas expressando telomerase para ativá-lo.

Neste ponto, os pesquisadores decidiram que sua terapia experimental estava pronta para avançar para o próximo passo: um teste em animais nos quais tinham sido implantadas células humanas de carcinoma de tireoide. Dar a esses animais uma cópia da TK viral controlada por um promotor que não dependia da presença de telomerase para ativá-la paralisou completamente o crescimento tumoral — mas, como esperado, também evitou que células normais se reproduzissem, levando a uma terrível lesão hepática.

Entretanto, quando os cientistas testaram o direcionamento seletivo da TK viral às células cancerosas usando o promotor de telomerase, o ganciclovir paralisou o crescimento tumoral tão completamente como fez quando a TK era controlada por um promotor não seletivo, mas sem os efeitos tóxicos mencionados. A aparente segurança desta intervenção altamente seletiva é ainda mais convincente quando se considera que o efeito pode ser ativado e desativado quando se desejar, administrando-se ou retirando-se o ganciclovir.

 

Conheça seu inimigo

Já percebemos que os biólogos podem ser tão criativos quanto os

engenheiros de armamentos dos Skunk Works* quanto a criar novas maneiras de encontrar e matar células cancerosas seletivamente, ou seja, deixando ilesas as células saudáveis. Pode-se antever que os mesmos métodos em uso ou em desenvolvimento contra o câncer poderiam ser usados contra células T anérgicas. Neste caso, temos a sorte do nosso inimigo estar andando por aí com um alvo pintado no peito. O mesmo perfil de receptores disfuncionais que tira das células T anérgicas sua capacidade de reconhecer seus antígenos-alvo (a falta de CD28) e de proliferar em resposta a infecções (a presença de KLRG1 e CD57), possivelmente junto com alguns outros marcadores (como níveis reduzidos de CD154, que estão implicados no fracasso de células T velhas em auxiliar no desenvolvimento de células B) já permite aos cientistas identificar estas células, e poderia também ser usado para selecionar estas células para destruição.

Soltar a fúria do sistema imunológico contra seus opressores seria uma justiça poética, mas a vacinação (por imunização ativa ou passiva) contra essas células pode ser algo complicado. Por um lado, sua característica antigênica mais evidente é a falta de uma proteína de superfície (CD28), e embora pudéssemos ter como alvo a combinação de KLRG1 e CD57, ainda não está claro se todas as células indesejáveis expressam essas duas proteínas, nem se outras células desejáveis também as expressam. Na realidade, os imunologistas já conseguem identificar células anérgicas usando uma combinação de proteínas imunológicas — mas elas não poderiam ser facilmente usadas para propósitos de vacinação. Além disso, é importante lembrar que o problema que estamos tentando resolver é caracterizado por uma resposta fraca à vacinação, de forma que uma "vacina contra células T anérgicas" pode ser efetiva somente em pessoas relativamente "jovens" do ponto de vista imunológico. Portanto, apesar desta abordagem ser promissora contra muitos tipos de células tóxicas, ela pode despertar menos esperanças no caso das células CD8.

Porém, ainda temos muitas outras opções. Abordagens baseadas em direcionamento por dendrímeros parecem ser as mais simples, pois permitem que o direcionamento às células seja feito através de múltiplos critérios de identificação, e também porque podem introduzir quantos venenos se desejar dentro das células que os dendrímeros selecionam, desde toxinas até o boro para a BNCT.

Além disso, embora o uso de vacinas para selecionar células T anérgicas possa ser problemático, poderia existir uma outra forma de usar o sistema imunológico como um exército aliado, cooperando para restaurar a soberania do "governo exilado" do sistema imunológico. Lembrem-se de que as células CD8 anérgicas tornam-se inicialmente um problema porque param de ouvir a ordem — de realizar apoptose para diminuir suas forças — que é enviada após seu patógeno-alvo ter sido mandado para fora das fronteiras do corpo. Elas são capazes de ignorar essas ordens porque produzem altos níveis de bcl-2, uma proteína que bloqueia a sinalização apoptótica.

Isto sugere a possibilidade de restaurar a sinalização apoptótica normal destas células através da entrega a elas de "RNA antissentido" para as instruções do bcl-2 — faixas de material genético que se combinam com as instruções de DNA transcritas para a proteína, o que impediria que o bcl-2 codificado fosse de fato produzido na célula. Com a produção de bcl-2 trazida a níveis normais ou ínfimos, as células CD8 anérgicas finalmente "ouviriam o som do fechamento da cortina" e se retirariam.

Limpar o "espaço" imunológico de células T anérgicas seria suficiente para rejuvenescer o sistema imunológico completamente? Não posso ter certeza sobre a resposta, pois isso ainda não foi realizado — e, como bem sei, o corpo é uma máquina incrivelmente complexa cujas peças ainda não foram todas identificadas, e menos ainda o foram seus propósitos e interações. As pesquisas existentes nos dizem claramente que os efeitos imunossupressivos diretos e indiretos que essas células causam são poderosos o suficiente para que uma eliminação completa delas melhore profundamente a imunidade mediada por células T, e também muito provavelmente o funcionamento de outros aspectos do sistema imunológico em que as células T têm o controle ou dão suporte. Mas só saberemos quão profundo será o efeito depois de termos feito a limpeza.

O que posso dizer-lhes agora é que há pelo menos um aspecto do envelhecimento imunológico que a remoção de clones de células T anérgicas não irá resolver: a involução do timo. O timo é uma glândula localizada logo atrás do esterno. É onde as células do sistema imunológico que são primeiramente produzidas na medula óssea vão para aprender a se tornar células T. Ao envelhecermos, o timo perde células e encolhe, e nesse processo sua produção de células T virgens cai vertiginosamente. Isso, evidentemente, impõe mais limites à capacidade do corpo de responder a novas ameaças.

Em princípio, porém, há uma maneira bastante direta de se lidar com isso: terapia de células-tronco. Esta biotecnologia está próxima de virar realidade, como veremos no próximo capítulo (veja o quadro

"Reconstruindo o timo" no Capítulo 11).34 A realização deste objetivo requereria avanços significativos no campo das células-tronco, incluindo dominar a arte de transformar células-tronco embrionárias em progenitoras das diferentes células no corpo, e então criar tecido novo para rejuvenescer o velho, renovando velhos tecidos com novas células imaculadas — mas esses são exatamente os problemas que estão sendo solucionados rapidamente para tecidos de todo o corpo, de forma que há amplas razões para otimismo.

Isso é tudo o que tenho a dizer sobre zumbis imunológicos; agora é hora de analisar alguns outros tipos de células em excesso.

 

Combate mortal na batalha dos

"pneuzinhos"

O segundo tipo de célula tóxica que queremos eliminar do nosso corpo é o tecido adiposo em excesso — sendo o mais importante a chamada gordura visceral que envolve nossos órgãos internos, diferenciando-se da gordura subcutânea que fica sob a pele por todo o corpo. Acredita-se amplamente que, ao envelhecermos, simplesmente nos tornamos "naturalmente" mais resistentes aos efeitos do hormônio insulina, cujo trabalho é deslocar carboidratos e aminoácidos para dentro das células adiposas e musculares. Esta mudança causa uma ampla variedade de perigosas mudanças metabólicas, a mais extrema das quais se manifestando na forma da diabetes tipo II ("tardia") plenamente desenvolvida. Também é de conhecimento comum que pessoas mais velhas "naturalmente" entram em um estado mais inflamatório, com o corpo lentamente ardendo por dentro devido a uma excessiva produção de moléculas de sinalização inflamatória.

Quando se comem mais calorias do que se gastam, o corpo as guarda em vez de descartá-las. Isso não é o resultado de uma perversidade por parte da evolução, mas uma estratégia de sobrevivência: até muito recentemente (em termos evolutivos) havia em geral uma grande chance de se entrar com frequência em um período de fome, no qual nossas calorias estocadas seriam a salvação. Se o corpo não estiver passando pelos tipos de desafios (como exercício com peso) que sinalizam ao corpo para construir músculos e tecidos ósseos metabolicamente custosos, ele tomará o caminho fácil de estocar as calorias como gordura. Mas em um ambiente onde nunca vem um período de fome depois do banquete, e onde o exercício é quase inteiramente uma questão voluntária, fracassamos em eliminar o tecido adiposo extra, e ele lentamente se acumula à medida que envelhecemos. Como esse acúmulo é uma diferença entre corpos envelhecendo e corpos jovens e saudáveis, ele é considerado um "dano do envelhecimento" segundo minha definição do ponto de vista da engenharia, mesmo ele não sendo considerado como tal de um ponto de vista puramente teórico.

Sabe-se há muito tempo que este dano — na forma de sobrepeso ou obesidade — coloca-nos em risco muito maior de ter diabetes, doenças cardíacas e várias outras enfermidades, mas só recentemente ficou claro por que e como isso acontece. Vocês podem ter ouvido falar que a gordura estocada em diferentes partes do corpo tem implicações diferentes para a saúde: ter um "formato de maçã" (gordura centralizada no meio do corpo, como numa "barriga de cerveja") coloca-nos em maior risco de diabetes e doença cardíaca, enquanto que ter um "formato de pera" (gordura nos glúteos ou nas coxas) é desagrádavel visualmente mas muito menos perigoso para a saúde. Até certo ponto essa distinção tem alguma base biomédica, que deriva da diferença na localização da gordura visceral e subcutânea. A gordura visceral é mais visível em torno da barriga porque ela se acumula em volta dos principais órgãos internos como o fígado e os rins. Diferentemente, a gordura subcutânea fica embaixo da pele — e, é claro, há pele por todo o corpo, mas há depósitos mais proeminentes desta gordura em alguns locais do que em outros.

Estudos recentes descobriram que praticamente toda a resistência à insulina relacionada ao envelhecimento observada, e muito da alteração de sinalização pró-inflamatória relacionada ao envelhecimento, pode atribuir-se ao acúmulo de gordura visceral em excesso, que precede e prevê o desenvolvimento de todos os elementos da síndrome metabólica conhecida como síndrome X: resistência à insulina, colesterol HDL ("bom") baixo e pressão sanguínea, triglicerídeos (lipídios do sangue) e açúcar no sangue altos.

De forma ainda mais reveladora, quando são comparadas pessoas com diferentes idades, descobre-se que a diferença de efetividade da insulina entre velhos e jovens desaparece quando se considera a diferença de

acúmulo de gordura, e de gordura visceral em especial.35,36

Em estudos impressionantes feitos na Faculdade de Medicina Albert Einstein (EUA), animais idosos tiveram a maior parte de sua resistência à insulina e a outros hormônios revertida por uma cirurgia altamente invasiva que retira a maior parte de sua gordura visceral, tornando a composição de seu corpo similar à de animais muito mais jovens, ou à de animais da mesma idade submetidos à restrição calórica (cujos benefícios incluem a dramática redução da resistência à insulina e da sinalização inflamatória

relacionadas ao envelhecimento).37 Este último resultado foi especialmente impressionante pois, quando os cientistas analisaram a distribuição de gordura nos animais submetidos à restrição calórica, descobriram que tinham na verdade mais gordura subcutânea que seus colegas mais jovens, mas menos gordura visceral — e a efetividade de sua insulina era quase a mesma.

Culpando ainda mais a gordura visceral, um estudo recente confirmou que fazer lipoaspiração — cujo caráter invasivo e o risco de traumas são mantidos baixos por remover-se somente a gordura subcutânea, de fácil acesso mas esteticamente significativa, enquanto deixa-se intocada a gordura visceral, que é muito mais difícil de remover — não melhora a

resistência à insulina associada com a obesidade original.38 Completando o raciocínio, diversos estudos até o momento mostraram que colocar pessoas com sobrepeso em dietas com poucas calorias ou programas de exercícios melhora a questão da resistência à insulina significativamente e de forma bastante rápida — bem antes de poder impactar muito em seu peso, mas após ter tempo de reduzir seu nível de gordura visceral, o que (felizmente) é a primeira coisa a ser usada quando as necessidades energéticas não estão sendo alcançadas.

As razões de tudo isso ficaram claras à medida que os cientistas foram entendendo cada vez melhor a natureza da gordura em si. O tecido adiposo já foi considerado simplesmente um espaço de armazenamento inerte, como se um tanque de gasolina extra fosse carregado na barriga. Entretanto, agora sabemos que é um tecido metabolicamente ativo e dinâmico que secreta e responde a uma gama de moléculas hormonais e outras moléculas de sinalização. Agora também entendemos que o tecido adiposo não é composto somente por "células de gordura" (adipócitos), mas por uma mistura de diferentes tipos de células, incluindo tecido conjuntivo de apoio, nervos e vasos sanguíneos, além de células do sistema imunológico — em especial, macrófagos. Na verdade, os adipócitos são derivados dos mesmos precursores dos macrófagos, e secretam muitas das mesmas moléculas de regulação do sistema imunológico, como a enzima de melhora da coagulação conhecida como inibidor do ativador do plasminogênio tipo 1, e moléculas de sinalização pró-inflamatórias (citocinas) como o fator de necrose tumoral alfa, a proteína quimiotática de monócitos-1 e a interleucina 6.

À medida que aumenta o tamanho dos depósitos de gordura, os adipócitos começam a liberar cada vez mais dessas moléculas inflamatórias, sendo que algumas delas promovem a infiltração do tecido por macrófagos e outras sinalizam às células precursoras que geram tanto os adipócitos quanto os macrófagos para preferirem o caminho rumo a estes últimos e não aos primeiros. Os macrófagos, por sua vez, produzem ainda mais moléculas mensageiras inflamatórias, gerando um mecanismo autorreforçado de inflamação.

A descoberta mais interessante na emergente ciência dos lipídios dos últimos dez anos foi que essas moléculas de sinalização não só causam um aumento potencialmente patológico na inflamação sistêmica, mas também aumentam a resistência do corpo à insulina. Esta conclusão é apoiada por estudos que demonstraram que células isoladas de músculo e de gordura tornam-se resistentes à insulina quando são bombardeadas com os mesmos mediadores de inflamação que os adipócitos e macrófagos produzem, e que a resistência à insulina de roedores de laboratório gordinhos é diminuída pelo tratamento com aspirina, em parte através do bloqueio do efeito de citocinas. E esta relação não se mantém somente nas condições artificiais do laboratório: durante a sepse (a tormenta inflamatória gerada em resposta a uma infecção grave), pacientes humanos frequentemente exibem resistência muito severa à insulina como parte de sua resposta imunológica.

Evidentemente, estas e outras questões relacionadas manterão um grande contingente de pesquisadores da ciência básica e da clínica da área da diabetes ocupados por décadas, solucionando paradoxos, isolando caminhos metabólicos profundamente entrelaçados e checando novamente seus resultados em diferentes modelos. Mas em termos de propósitos de engenharia, felizmente, não precisamos esperar os resultados dessas pesquisas: só precisamos observar a presença de danos e consertá-los.

 

Fazendo à moda antiga

Neste caso, é claro, há duas maneiras bastante simples e baratas que não envolvem biotecnologia avançada: alimentação adequada e exercício físico. Porém, infelizmente, como décadas de pesquisas e séculos de experiência prática têm mostrado, a maioria de nós tem muita dificuldade para perder peso depois de ganhá-lo. Um desequilíbrio energético de somente 100 quilocalorias por dia — aproximadamente o que se absorve ao ingerir-se um único biscoito de tamanho médio — corresponde ao ganho de peso padrão que ocorre nas pessoas em média nas décadas entre o ensino médio e a meia-idade, e embora seja fácil ganhar este peso, é difícil para a maioria das pessoas perder esses quilos extras e depois manter o peso. A situação não é nem de longe tão terrível quanto frequentemente se diz — estudos mostram que cerca de uma a cada cinco pessoas com sobrepeso alcança com sucesso uma perda de peso de longo prazo, e as pesquisas estão elucidando o que é necessário para se obter este resultado — mas as consequências metabólicas da gordura visceral excessiva são demasiadamente mortais, e a magnitude da atual epidemia de obesidade é assombrosa demais para deixar-se a cura desta forma de envelhecimento para programas de autoajuda ou medidas de saúde pública com o objetivo

de remediar nosso atual "ambiente alimentar tóxico".39 Realisticamente, a menos que estejamos prontos para deixar o destino de milhões de pessoas nas mãos de uma onda repentina de maior responsabilidade pessoal e política, devemos procurar soluções biomédicas para a gordura visceral.

 

Gordura no fogo Uma opção que podemos tentar implementar é reduzir a gordura visceral fazendo-a queimar sua energia estocada em excesso. Os cientistas, evidentemente, têm tentado desenvolver fármacos com esta finalidade há décadas, mas até o momento os únicos moderadamente efetivos são as anfetaminas, e seus efeitos colaterais e características viciantes claramente não se adequam a nossos objetivos.

Durante vários anos, o hormônio regulador de apetite leptina pareceu oferecer a possibilidade de reduzir a gordura e manter a sensibilidade à insulina. Uma mutação genética extremamente rara que leva a uma falta congênita de leptina torna tanto as vítimas roedoras quanto as humanas extremamente obesas, e injetar nesses ratos leptina leva a uma perda de peso extraordinária. Fazer com que esses roedores produzam mais leptina dentro de suas células de gordura (usando engenharia genética) faz com que comam de 30% a 50% menos comida, levando a uma maior sensibilidade à insulina e a um quase completo desaparecimento de sua gordura corporal. Além disso, os efeitos são mais intensos do que poderia ser justificado

simplesmente pelo novo hábito de se alimentar de forma leve.40 As células de gordura de animais com o gene da leptina extra estavam expressando outros genes que ativam as mitocôndrias, transformando-as em pequenas

"máquinas de queimar gordura".41 Paradoxalmente, porém, embora injeções de leptina levem a uma rápida perda de peso tanto em animais normais quanto obesos, o mesmo nível de leptina que tiraria o peso extra de ratos mais leves circula naturalmente no corpo de seus primos gordos, que necessitam níveis muito maiores de leptina para alcançar a mesma perda de peso. Isto ocorre em parte porque a leptina é produzida, ironicamente, pelas próprias células de gordura cujo inchaço com energia estocada ela deveria inibir, de forma que roedores mais gordinhos naturalmente produzem mais leptina, não menos. E de fato, depois da gigante farmacêutica Hoffman-La Roche investir uma fortuna para desenvolver uma forma de produzir em massa a leptina humana em bactérias geneticamente modificadas, ela descobriu que o hormônio é um completo fracasso como um tratamento

para perda de peso.42

Isto levou os cientistas a levantar a possibilidade dos membros com sobrepeso de ambas as espécies sofrerem de uma "resistência à leptina" da mesma forma que sofrem de resistência à insulina: os níveis do hormônio são altos, mas as células param de responder adequadamente a seus sinais para desativar o apetite e ativar a queima de gordura. Estudos recentes realizados por Roger Unger, o pesquisador que originalmente tinha gerado esperanças em relação à leptina ao demonstrar seus poderosos efeitos em ratos, mostrou como isso pode acontecer a nível molecular. Quando se alimenta em demasia ratos com uma ração com muita gordura e muitas calorias, suas células de gordura reduzem a expressão de genes que dizem à célula como construir as "portas" receptoras de leptina em suas superfícies,

de forma que as células param de ouvir este sinal.43 Similarmente, estudos não publicados sobre o tecido adiposo de pessoas com muito sobrepeso mostram que sua expressão do gene do receptor de leptina é consistentemente tão baixa que acaba sendo indetectável, enquanto que pessoas magras e jovens podem ter desde níveis muito baixos até

extremamente altos de expressão deste gene em qualquer dado momento.44

Infelizmente, assim como ocorre com a própria leptina, o caminho para usar-se uma terapia genética envolvendo o receptor de leptina como uma forma de reverter os efeitos negativos da gordura visceral não é claro. Ratos com o gene da leptina extra podem ter ficado magros frente a uma dieta altamente calórica, mas não escaparam completamente de suas consequências: eles ainda sofreram da mesma infiltração de gordura "ectópica" (no lugar errado) no fígado, músculos e coração que os ratos sem os receptores extras de leptina que comiam a mesma ração, e sua resistência à insulina — o efeito negativo principal da gordura visceral que precisamos resolver — era tão ruim quanto.

Apesar de podermos encontrar uma maneira de evitar alguns desses efeitos ligando e desligando o gene, dessa forma restaurando nossa sensibilidade à insulina, não está claro como lidaríamos com a gordura ectópica. Poderíamos esperar que assim que desligássemos o gene, o desequilíbrio calórico que levara inicialmente ao crescimento excessivo de células de gordura se estabeleceria novamente; mesmo encolhendo as células de gordura novamente a cada rodada da terapia, não teríamos como eliminar as células em si, e ao longo de um tempo de vida muito prolongado, uma cavidade visceral cheia de um grande número de células de gordura mesmo que relativamente pequenas ainda poderia levar a um caos metabólico.

Cortando de verdade a gordura

Não; o que parece ter maior probabilidade de resolver o problema da gordura visceral não é tentar dominá-la, mas abatê-la: remover de fato um número substancial das excessivas células inchadas. Os mesmos tipos de direcionamento para células específicas que estivemos analisando quanto ao câncer ou às células T anérgicas parecem provavelmente aplicáveis também à gordura visceral; e embora, diferentemente desses outros casos, não tenham sido identificados marcadores específicos para células de gordura visceral, não precisamos ser assim tão específicos. Diversamente do câncer ou das células T anérgicas, um pouco de gordura — inclusive de gordura visceral — é não só metabolicamente inofensivo, mas necessário para levar adiante os processos da vida. Além de representarem um tanque extra de combustível metabólico que usamos e reenchemos todos os dias, esses fatores metabólicos dos quais estivemos falando — hormônios reguladores de energia, peptídeos inflamatórios e outros — também têm usos saudáveis. Assim como tudo no metabolismo, isso foi construído pela evolução para nosso benefício. Como engenheiros antienvelhecimento, não é nosso trabalho interferir nisso — só devemos evitar os danos que causa no corpo em processo de envelhecimento.

 

A noite dos mortos-vivos

A última classe de células tóxicas que quero abordar neste capítulo são as

chamadas células "senescentes".45 Elas têm este nome por causa da analogia (um pouco dúbia) entre essas células e humanos envelhecidos feita por seu descobridor, o Dr. Leonard Hayflick, então do Instituto Wistar na Filadélfia (EUA). Estas células, como as outras que analisamos, começam sua vida como constituintes normais da pele, das juntas e de outros tecidos. Elas são normalmente latentes, não se dividindo regularmente, mas continuam capazes de se reproduzir quando necessário, como parte de sua função normal (diferentemente das células "pós-mitóticas", que perdem sua capacidade de se dividir novamente após alcançarem sua forma madura e só são repostas por novas células vindas das reservas de células-tronco do corpo — se é que em algum momento de fato são repostas).

A característica que define as células senescentes é que elas, assim como as células pós-mitóticas, perderam a capacidade de se dividir. Hayflick observou que, ao contrário do que o dogma da época afirmava, as células desses tecidos não continuavam se reproduzindo em placas de petri indefinidamente: elas pareciam normais por vários períodos sucessivos de replicação, mas então entravam repentinamente em um estado crepuscular no qual não morriam, mas se tornavam anormais em diversos aspectos. Sua aparência ficava manchada, e seu formato, irregular. Não conseguiam formar as colônias em espirais organizadas de células mutuamente aderentes que eram a norma nas culturas jovens. E acima de tudo, elas paravam de se reproduzir.

O uso da palavra "senescente" para descrever estas células é, entretanto, um pouco enganoso. Quando as pessoas ouvem falar dessas células, elas frequentemente assumem que a "senescência" celular é o destino final de todas as células no corpo ao envelhecermos, e que a entrada de células "jovens" neste estado de senescência é a causa básica do envelhecimento. Além disso, o termo evoca uma imagem dessas células como "profissionais ultrapassados" velhos e sonâmbulos, andando sonolentamente durante o resto dos dias de vida do corpo, não contribuindo em nada nos órgãos em que residem mas também não nos causando ativamente nenhum dano. Seu único ponto negativo, nessa linha de pensamento, seria um crime de omissão: sua incapacidade de revitalizar os órgãos envelhecidos.

Na verdade, as células senescentes são geralmente consideradas

extremamente raras mesmo em pessoas muito velhas.46 Porém, seu possível papel no envelhecimento acabou se mostrando muito mais complexo — e muito mais ativo — do que imaginávamos inicialmente.

A característica mais óbvia das células senescentes é, como mencionei, a perda de sua capacidade de reprodução. Mas, como libertinos esgotados, as células senescentes desesperadamente tentam se autoestimular para serem ativas novamente, bombeando substâncias que, embora essenciais para seu funcionamento saudável quando eram membros contribuintes de um tecido saudável, podem promover o desenvolvimento de câncer quando presentes em excesso. Vários mecanismos estão envolvidos neste processo.

Para começar, algumas das moléculas de sinalização mais comuns que são produzidas em excesso pelas células senescentes são mensageiros químicos como o fator de crescimento epidérmico que diretamente estimulam a divisão celular em suas vizinhas.

Como um segundo exemplo, muitas células senescentes também produzem em excesso enzimas de digestão de proteínas como as metaloproteinases de matriz (MMPs), que são as "equipes de demolição" da reestruturação dos tecidos. Essas enzimas realizam a função essencial de limpar a "estrutura" velha e danificada na qual as células estão incorporadas em um tecido, abrindo espaço para um novo crescimento. Porém, assim como ter a parede externa de suas casas derrubada durante uma reforma os deixaria vulneráveis a roubo, uma atividade excessiva ou descontrolada de MMPs pode possibilitar que células cancerosas escapem das amarras do tecido no qual estavam originalmente incorporadas, e/ou cheguem a novos tecidos bem distantes do local original do câncer (o processo de metástase).

Além disso, mais recentemente, os cientistas descobriram mais uma forma das células senescentes potencialmente colocarem o tapete de boas-vindas para cânceres nascentes: produzirem overdoses perigosas de fator de

crescimento endotelial vascular (VEGF)47 e fator derivado de células

estromais 1 (SDF1),48 que promovem o crescimento de novos vasos sanguíneos.

Como podem perceber, o panorama acabou sendo muito mais complicado do que se tinha pensado inicialmente. Como analisarei mais à frente, o fenômeno da senescência é provavelmente uma resposta evolutiva a danos ao DNA, que ajuda a evitar que esses danos se tornem cancerosos. Do ponto de vista da célula individual, esta é uma proteção de curto prazo extremamente efetiva contra o câncer, porque ela interrompe a proliferação celular que é o coração da doença. Mas parece provável que o "estilo de semivida" que uma célula senescente leva acabe facilitando a progressão do câncer a longo prazo por desestabilizar as células vizinhas. Então — como devem ter adivinhado — as células senescentes têm que ser eliminadas.

 

Acabando com os zumbis Uma forma de eliminar as células senescentes é fazer com que não sejam mais senescentes. Em experimentos em cultura celular, isso foi alcançado de diversas maneiras, como prolongando novamente telômeros esgotados com telomerase ou retirando proteínas associadas com a senescência. Mas reverter a senescência aumentaria o risco de câncer, pois as células senescentes tipicamente ficam nesse estado como uma resposta a alterações potencialmente cancerígenas na célula, como DNA danificado, genes que promovem câncer hiperativos, ou (novamente) telômeros muito curtos, o que promove um estado mutagênico. Restaurar a capacidade proliferativa dessas células poderia potencialmente nos levar da frigideira da senescência ao fogo do câncer.

Da mesma forma, abordagens baseadas em desativar perigosas anormalidades metabólicas de células senescentes são arriscadas, porque outras células saudáveis dependem desses mesmos caminhos para funcionar normalmente. Bloquear cronicamente sinais de crescimento, enzimas e mensageiros inflamatórios poderia até evitar que as células senescentes cultivassem as sementes do câncer, mas também levaria a "plantações fracassadas" de células por todo o corpo.

Como de costume, a abordagem de engenharia para este dilema é reescrever as regras. Manteremos a capacidade evolutiva do corpo de desativar células que estão em risco de se tornar cancerosas, deixando a regulação metabólica da senescência do jeito que está. De fato, como veremos no Capítulo 12, teremos em última instância que transformar o corpo de forma a torná-lo quase imune ao câncer garantindo que todas as células fiquem sem combustível muito antes de poderem nos ameaçar com o crescimento celular descontrolado. Mas eliminaremos a ameaça apresentada por estas células que de fato entram em senescência eliminando as células em si.

 

Balas de prata

O primeiro desenvolvimento significativo nesta área ocorreu em 1995, em um laboratório pertencente ao Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (EUA) liderado pela Dra. Judith Campisi, uma das pessoas que foram minhas coautoras no manifesto científico original das SENS. Campisi e seus colegas descobriram que um teste relativamente fácil e confiável para a atividade de uma enzima chamada beta-galactosidase associada à senescência (SA-beta-gal) conseguia identificar células senescentes não só em placas de petri, mas também em amostras de pele tiradas de humanos idosos.

Infelizmente, a SA-beta-gal não é um marcador perfeitamente seletivo para a senescência. Como estudos posteriores mostraram, a enzima também está presente em células não senescentes — geralmente em níveis muito baixos, mas algumas vezes em altas concentrações. Acontece que, contrariamente à interpretação simples das descobertas do laboratório de Campisi, esta enzima é na verdade idêntica a uma que é encontrada normalmente em todos os nossos lisossomos — os incineradores de lixo celular, cuja obstrução (como devem se lembrar do Capítulo 7) é um fator chave em muitas das piores patologias do envelhecimento. A transformação no estado senescente não aciona repentinamente a secreção de SA-beta-gal no corpo principal da célula simplesmente do nada: na verdade, parece que há sempre uma pequena quantidade de SA-beta-gal mesmo em células saudáveis, como pode ser detectado com técnicas que avaliam a concentração da enzima em si na célula — mas a concentração é tão baixa que sua atividade mal pode ser detectada (se é que pode) pelos métodos que o laboratório de Campisi inicialmente usou, que são desfavoráveis ao

funcionamento da enzima.49,50,51

Entretanto, à medida que a célula passa por repetidos ciclos de replicação — portanto chegando cada vez mais perto da senescência — seus níveis de

SA-beta-gal aumentam.52 Provavelmente isto ocorre porque a célula começa a produzir a enzima excessivamente em resposta ao estresse do envelhecimento — em especial, à necessidade de mais lisossomos à medida que eles se tornam cada vez menos efetivos em fazer seu trabalho (e também à medida que a velocidade de divisão celular — e portanto a taxa de diluição de lixo — diminui e o trabalho se torna, portanto, intrinsecamente mais difícil). Em um determinado ponto, o nível fica tão alto que a atividade desta enzima é detectável mesmo sob condições não ideais.

A atividade da SA-beta-gal é detectada particularmente em níveis anormalmente altos em células tiradas de tecidos em que as células estão sob estresse, por causa de doenças inflamatórias que fomentam a proliferação celular (como a hepatite C crônica, placas ateroscleróticas e úlceras venosas). O mais interessante é que descobriu-se que os níveis da enzima crescem muito em células que estão passando por uma

"crise",53,54 que é um período no qual células que de alguma forma escaparam da senescência ainda estão realizando divisão celular e sofrendo a erosão de seus telômeros. Estas células geralmente ficam simplesmente sem energia, mas ocasionalmente podem sofrer uma mutação que remove a tranca de seus genes de telomerase, tornando sua transformação completa em células malignas quase inevitável.

O que está surgindo, portanto, é um quadro no qual a SA-beta-gal é uma enzima que aparece em altos níveis nos corpos principais das células que estão sofrendo algum tipo de estresse que pode acabar ameaçando suas vizinhas. Isso pode significar que ao usar-se altos níveis de SA-beta-gal como um identificador para a destruição de células senescentes, estaríamos simultaneamente eliminando de forma útil alguns "alvos não prioritários".

Entretanto, poderemos ser capazes de estabelecer um sistema de checagem múltipla para nos ajudar a selecionar as células mais genuinamente senescentes enquanto deixamos as mais inocentes (mas com aparência suspeita) intactas. Isso porque, além da SA-beta-gal, as células senescentes também produzem níveis anormalmente altos de outras moléculas envolvidas na resposta programada da senescência. Células senescentes da pele de babuínos, por exemplo, contêm uma forma ativada da proteína ATM quinase, que responde aos danos no DNA ativando diversos genes supressores de tumor, incluindo o famoso p53. As células senescentes também exibem altos níveis de p53, assim como da proteína de ligação (53BP1) pela qual seu gene interage com a ATM quinase, e de p21, um

regulador de senescência que trabalha sob o comando do p53.55 Algumas células senescentes também contêm altos níveis de p16, o outro principal regulador do processo. Os níveis desta proteína, por razões ainda desconhecidas, também aumentam lentamente com a idade em células não senescentes, tornando-a um marcador não confiável para senescência quando tomada isoladamente; mas ela — como essas outras características — poderia ainda assim ser usada potencialmente como parte de um mecanismo de checagem múltipla, com diversas proteínas sendo usadas para distinguir células genuinamente senescentes daquelas que expressam

somente uma dessas proteínas por alguma outra razão.56

Este capítulo teve como foco o acúmulo de células tóxicas com a idade e a biotecnologia que já pode ser antevista para que possamos ser capazes de nos limpar dessas células como parte de nossa plataforma de rejuvenescimento de nossos corpos — restaurando o sistema imunológico, reduzindo o caos metabólico e protegendo nossas células do perigo de serem incitadas a virar câncer. No próximo capítulo, vamos analisar o problema inverso: a perda de células com a idade, e os obstáculos científicos — e, tão importante quanto, políticos — que enfrentamos para alcançar a capacidade de renovar nossos tecidos com substitutos frescos e novos.

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