A senescência celular é uma resposta multifacetada que pode surgir de vários tipos de estresse, incluindo danos ao DNA, atrito de telômeros e ativação de oncogênios. Ela leva a uma parada estável do ciclo celular juntamente com aumento da resistência à apoptose, impulsionada em parte pela indução de proteínas antiapoptóticas 1,2. A senescência tem sido associada à melhora da sobrevivência celular em contextos onde a preservação da integridade dos tecidos é essencial, como reparo e manutenção 3,4. Além de seu papel na homeostase tecidual, a senescência também contribui para o desenvolvimento normal ao moldar o padrão embrionário 5,6 e como barreira à formação tumoral ao promover a eliminação de células danificadas ou potencialmentemalignas 7,8,9. Embora a senescência possa desempenhar funções benéficas, vários estudos destacaram um aspecto contrastante no qual as células senescentes adquirem um perfil secretor pró-inflamatório que pode perturbar o metabolismo local, danificar o tecido ao redor e até apoiar a progressãotumoral 10,11,12,13.
A senescência foi detectada em diversos tipos celulares em múltiplos tecidos e frequentemente está associada ao envelhecimento, doenças, disfunção tecidular ou câncer. No fígado, a senescência das células estreladas hepáticas demonstrou promover a progressão tumoral ao alterar a homeostase metabólica por meio de fatoressecretados 14,15. Estudos que examinamhepatócitos 16 ou biópsias hepáticas17 indicam que a senescência nessas células pode contribuir para comorbidades metabólicas, como doença esteatótica associada à disfunção metabólica do fígado e esteatopatite associada à disfunção. Além disso, a relação entre diabetes tipo 2 e senescência ganhou atenção significativa na última década, com evidências ligando a senescência a complicações relacionadas ao diabetes em células β pancreáticas,hepatócitos 16 eadipócitos 18,19,20,21. Esses achados destacam a importância de identificar com precisão as células senescentes nos tecidos metabólicos, onde seu acúmulo e heterogeneidade contribuem para a progressão da doença e para o direcionamentoterapêutico 22.
As mudanças de sinalização e expressão proteica associadas à senescência são frequentemente específicas para células e tecidos; no entanto, várias características são amplamente características das células senescentes. Um dos marcadores mais amplamente utilizados é o aumento da atividade enzimática da β-galactosidase no pH 6,0, referida como β-galactosidase associada à senescência (SA-β-gal)23. β-galactosidase é uma hidrolase lisossômica presente em todas as células e normalmente ativa no pH ácido (~4,5–5,0), onde contribui para a degradação de substratos glicosilados. A característica definidora da SA-β-gal é a retenção da atividade da β-galactosidase sob condições de pH subótimas. No ensaio clássico, as células são incubadas com o substrato sintético 5-bromo-4-cloro-3-indol-β-D-galactopiranósido (X-gal) no pH 6,0, onde a atividade enzimática é reduzida na maioria das células, mas permanece detectável nas células senescentes. Isso leva à formação de um precipitado azul insolúvel que pode ser visualizadomicroscopicamente como 24.
Embora esse ensaio tenha sido amplamente adotado, a detecção do precipitado X-gal tradicionalmente dependia da microscopia de campo claro. A detecção em campo claro depende da identificação visual do precipitado azul e, portanto, possui sensibilidade limitada para sinais de baixo nível e estados de senescência precoce. Em contraste, a imagem por luz refletida captura a densidade óptica do precipitado X-gal, permitindo a detecção quantitativa em uma faixa dinâmica mais ampla. Mais recentemente, substratos fluorogênicos foram desenvolvidos para melhorar a sensibilidade25. No entanto, essas abordagens tipicamente medem a atividade da β-galactosidase em condições que não preservam a definição clássica dependente do pH de SA-β-gal. Como resultado, podem aumentar a intensidade do sinal, mas reduzir a especificidade para a senescência. Em contraste, a opacidade inerente do precipitado X-gal permite sua detecção usando imagens confocais de luz refletida, proporcionando uma leitura mais sensível e quantitativa, mantendo a definição enzimática original de SA-β-gal26.
Ao longo dos anos, outras marcas da senescência foram identificadas, incluindo aumento da expressão dos inibidores de quinases dependentes de ciclina P16 e P21, bem como o fator de transcrição P53, que regula a parada do ciclo celular e outros programasde senescência 27,28,29,30,31,32,33. Esses avanços levaram a uma definição mais robusta de senescência, na qual as células são tipicamente classificadas com base na presença combinada de múltiplos marcadores. Na prática, porém, esses marcadores são frequentemente medidos usando diferentes modalidades: marcadores nucleares, como P16 e P21, são tipicamente detectados por técnicas baseadas em fluorescência, enquanto a atividade SA-β-gal tradicionalmente é avaliada por microscopia de campo claro. Essa separação limitou a capacidade de avaliar múltiplas características de senescência dentro da mesma célula. A imagem com luz refletida supera essa limitação ao permitir a integração direta da detecção de SA-β-gal com marcadores baseados em fluorescência dentro de um único fluxo de trabalho de imagem, facilitando uma avaliação mais robusta e biologicamente significativa da senescência em populações celulares heterogêneas.
Embora Dedic e colegas abordem várias limitações da imagem tradicional SA-β-gal, incluindo maior sensibilidade, uso de controles com pH correspondente para limiar objetivo e compatibilidade com imunocitoquímica, seu método confocal de luz refletida foi otimizado especificamente para adipócitos madurosisolados 26. No entanto, a senescência no tecido adiposo não se restringe aosadipócitos 34,35, e informações adicionais podem ser obtidas examinando a fração vascular estromal (SVF). A SVF compreende pré-adipócitos, populações endoteliais e fibroblasticas, e diversas células imunológicas, todas as quais podem sofrer senescência e contribuir para a remodelação adiposa, inflamação e alteração da sinalização metabólica. Caracterizar a senescência dentro desse compartimento heterogêneo é, portanto, importante para ligar processos específicos do tipo celular a resultados em nível tecidular e sistêmicos.
Aqui, estendemos a detecção de SA-β-gal refletida para células SVF, possibilitando sua aplicação em múltiplos tipos celulares de tecido adiposo. Ao combinar essa abordagem com imunocitoquímica, o método possibilita a análise integrada de célula única da atividade SA-β-gal juntamente com linhagem e marcadores funcionais em amostras humanas primárias.