Hiroshima University revela o colapso precoce da arquitetura molecular do colagénio na pele

Muito antes de surgirem rugas ou de a pele começar a afinar, há algo invisível que já está a desfazer-se por baixo da superfície.

Uma investigação recente indica que a arquitetura molecular do colagénio cutâneo começa a colapsar muito antes de aparecerem sinais visíveis de deterioração.

Estas conclusões sugerem um possível sistema de alerta precoce para a degradação da pele - algo que as técnicas de imagem atuais, por si só, não conseguem detetar.

Num trabalho liderado por investigadores da Hiroshima University, a equipa observou que a organização molecular e a quiralidade supramolecular se desestruturam antes de a rede visível de fibras de colagénio apresentar qualquer indício de afinamento ou fragmentação.

Quando, finalmente, a lesão se torna evidente ao microscópio, a base estrutural já pode estar comprometida há bastante tempo.

Tijolos versus a planta

O colagénio constrói uma rede altamente organizada e estratificada que sustenta a estrutura e a resistência mecânica da pele, tal como um andaime mantém um edifício de pé.

As abordagens tradicionais de imagiologia são eficazes a identificar sinais óbvios de desgaste - por exemplo, fibras mais finas e perda de ligações entre elas.

O problema é que estes marcadores visíveis do envelhecimento cutâneo tendem a surgir apenas quando a remodelação do tecido já avançou consideravelmente.

Ou seja, aquilo que as ferramentas convencionais detetam corresponde, muitas vezes, ao estágio final de um processo de degradação prolongado - e não ao seu início.

“Uma forma de interpretar os nossos resultados é que os métodos de imagem convencionais conseguem mostrar os ‘tijolos’ de uma estrutura de colagénio, mas podem não captar alterações subtis na forma como esses tijolos estão organizados”, afirmou o autor principal Ali Haider, bolseiro de investigação de pós-graduação na Hiroshima University.

“É semelhante a detetar mudanças na organização de palavras e frases num livro antes de quaisquer páginas parecerem danificadas ou em falta.”

Combinar várias técnicas de imagem

Para expor esta camada oculta de deterioração, os investigadores cruzaram imagiologia ótica avançada com espectroscopia quiro-ótica.

Entre as metodologias usadas estiveram a dicroísmo circular no ultravioleta de vácuo com radiação síncrotron e o dicroísmo circular vibracional de laser de cascata quântica multidimensional.

Ao integrar estas abordagens, foi possível cartografar, ao mesmo tempo e na mesma secção de tecido, tanto a presença física do colagénio como a coerência estrutural quiral subjacente.

Esse mapeamento duplo revelou-se determinante, porque trouxe à tona algo que a imagiologia convencional, isoladamente, não teria identificado.

Ficou patente uma separação nítida entre a quantidade de colagénio existente no tecido e o grau de organização real desse colagénio a um nível estrutural mais profundo.

O colagénio pode parecer normal e, ainda assim, falhar

Os dados evidenciaram um desacoplamento claro entre a massa de colagénio e a ordem estrutural.

As amostras mantinham o conteúdo global de colagénio e a sua cobertura física mesmo depois de a quiralidade supramolecular - a organização profunda que mantém o conjunto coeso - já estar fortemente degradada.

Na prática, isto significa que uma área de pele pode parecer completamente normal em exames padrão, enquanto o arranjo molecular interno responsável pela função do tecido já se encontra em colapso sob a superfície.

A rede de fibras visível foi, essencialmente, a última a falhar - e não o primeiro sinal de alarme, como se assumia.

Repensar o que o colagénio realmente é

“A mensagem central deste artigo é que o colagénio não deve ser visto apenas como uma rede de fibras visível, mas como um material hierárquico cuja função depende da organização em múltiplas escalas de comprimento”, explicou Katsuya Inoue, professor no WPI-SKCM² e um dos autores correspondentes do estudo.

“O nosso estudo demonstra que métodos correlativos avançados conseguem revelar alterações nessa organização oculta que não são aparentes quando se observa apenas a morfologia.”

Esta mudança de perspetiva é relevante para a forma como a ciência avalia, de modo mais amplo, a saúde dos tecidos.

Em vez de tratar o colagénio como algo simplesmente presente ou ausente, intacto ou fragmentado, este trabalho sugere que a sua função depende de um nível muito mais fino de organização molecular.

E essa organização pode degradar-se silenciosamente enquanto todas as métricas convencionais de integridade tecidular continuam a parecer perfeitamente normais.

O que isto pode significar para a medicina

O objetivo mais abrangente dos investigadores passa por construir uma estrutura completa que una quiralidade molecular, organização supramolecular e arquitetura macroscópica do tecido numa única visão coerente da saúde tecidular.

Se for concretizada, essa estrutura poderá ter utilidade em intervenções médicas, investigação em cicatrização de feridas e conceção de biomateriais, ao permitir avaliar a integridade do tecido muito antes de ocorrer qualquer degradação macroscópica irreversível.

Caso esta abordagem seja refinada e validada, poderá oferecer aos investigadores uma forma de detetar a deterioração tecidular muito antes de a imagiologia convencional revelar danos visíveis.

Isso poderá melhorar estudos sobre envelhecimento da pele, cicatrização e biomateriais, ao identificar alterações estruturais subtis numa fase mais precoce.

Se esta técnica virá a originar novas ferramentas de diagnóstico ou intervenções mais antecipadas é algo que futuras investigações terão de esclarecer.