Nanoflores de Dissulfeto de Molibdênio Potencializam Transferência Mitocondrial e Recuperação Energética Celular

No campo da medicina regenerativa, pesquisadores da Universidade Texas A&M, especificamente do Departamento de Engenharia Biomédica, desenvolveram uma estratégia inovadora. Esta abordagem utiliza nanomateriais para amplificar significativamente a transferência natural de mitocôndrias entre células. O estudo, detalhado nas publicações dos Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), concentra-se na aplicação de partículas microscópicas em formato de flor, criadas a partir de dissulfeto de molibdênio (MoS₂). Estas estruturas transformam células-tronco em verdadeiras “biofábricas mitocondriais”. A liderança deste promissor trabalho é do Professor Akhilesh K. Gaharwar, com o estudante de pós-graduação John Sukar figurando como autor principal da pesquisa.

O cerne desta metodologia reside no emprego de nanoflores de MoS₂ que possuem defeitos atômicos intencionais. Uma vez internalizadas pelas células, essas nanoflores desencadeiam as vias de biogênese mitocondrial. Especificamente, elas estimulam o eixo SIRT1/PGC‑1α nas células doadoras. O resultado direto é uma duplicação na produção de mitocôndrias e um aumento correspondente no nível de DNA mitocondrial dentro dessas células doadoras. Conforme explica o Professor Gaharwar, este procedimento ensina, de forma eficaz, as células saudáveis a compartilharem seus estoques de energia. Isso é alcançado sem a necessidade de manipulação genética ou administração de fármacos, o que representa uma vantagem considerável para futuras aplicações clínicas.

Os dados quantitativos apresentados na investigação demonstram que a eficácia da transferência mitocondrial, quando mediada pelas nanoflores, supera em várias vezes a taxa de troca que ocorre naturalmente entre as células. Este impulso na transferência melhora substancialmente a capacidade respiratória e a produção de trifosfato de adenosina (ATP) nas células receptoras, mesmo sob condições fisiológicas normais. Em modelos laboratoriais que simulam lesões celulares, a transferência mitocondrial aprimorada resultou na restauração da produção de ATP e no aumento da taxa de sobrevivência celular.

Esta inovação carrega um peso crítico para o tratamento potencial de diversas patologias ligadas à deterioração mitocondrial. Estamos falando de processos inerentes ao envelhecimento, cardiomiopatia e distúrbios neurodegenerativos, como a doença de Alzheimer. Atualmente, o trabalho encontra-se na fase pré-clínica, ou seja, in vitro, servindo como uma prova de conceito robusta. Os autores ainda precisam determinar os regimes terapêuticos viáveis e a frequência ideal para possíveis intervenções. O dissulfeto de molibdênio, um composto inorgânico bidimensional, está sob intenso escrutínio na biomedicina devido à sua capacidade de modular as espécies reativas de oxigênio (EROs) e garantir a biocompatibilidade, reforçando que o nanomaterial atua ativamente nos processos celulares, e não apenas como um mero transportador inerte.

A equipe de pesquisa liderada por Gaharwar já havia evidenciado anteriormente a capacidade de estimular a função mitocondrial por meio de vacâncias atômicas em nanoflores. Isso foi publicado no periódico Nature Communications em setembro de 2024. O financiamento para este esforço atual provém de múltiplas fontes, incluindo os Institutos Nacionais de Saúde e o Departamento de Defesa dos Estados Unidos. Tal suporte indica um interesse amplo e diversificado nesta fronteira da terapia organelar.