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Cultivo de Células Células-tronco mesenquimais – Caracterização, Cultivo, Propriedades Imunológicas e Aplicações Clínicas Biomedicina, 7° período Ana Júlia Dias, Bruno Lessa, Caroline Rosa, Mariah Pimentel, Patrícia Dutra e Rafaela Menezes. Artigo de revisão; Publicado em 2012; Revista HCPA. Células-tronco Introdução As células-tronco são células indiferenciadas, capazes de autorrenovação por meio de divisões mitóticas As principais características dessas células são: Autorrenovação e a capacidade de se diferenciar em diversos tipos celulares As células-tronco são divididas em dois grandes grupos: células-tronco embrionárias (CTE), e células-tronco adultas (CTA) Células-tronco mesenquimais Introdução As CTMs são consideradas células multipotentes não hematopoéticas com propriedades de autorrenovação e capacidade de diferenciação em tecidos mesenquimais O primeiro relato das CTMs foi realizado pelo pesquisador russo Friedenstein e seus colaboradores, na década de 1970 Tecido muscular esquelético, derme, tecido adiposo, membrana sinovial, endotélio da veia umbilical e da veia safena, rim, sangue de cordão umbilical e placentário, medula óssea, cartilagem articular, ligamento periodontal e pulmão. Fontes de células tronco mesenquimais Isolamento e cultivo de CTM da medula óssea Aspirado de medula óssea --> Centrifugação --> Gradiente Ficoll; Plaqueamento em meio DMEM enriquecido com soro fetal bovino e penicilina/estreptomicina; Troca de meio de cultivo após 24-72h; Cultivo das células restantes em câmara úmida, a 37º C com 5% de CO2. As CTMS originam colônias após cultivo celular em baixa densidade; Na microscopia, apresenta-se como uma célula fibroblastoide alongada, fusiforme e pontiaguda Morfologia e características imunohistoquímicas da CTM Quando senescentes, as CTMs são grandes, largas e achatadas; A matriz que contorna as CTMs contém colágeno do tipo I e laminina da membrana basal. Expansão e Proliferação da CTM A cinética da expansão em cultura pode ser dividida em três fases: inicial; logarítmica; plateau: CTMs podem ser expandidas por mais de 50 vezes quando plaqueadas em diluições muito baixas; Avaliação com dois grupos de doadores normais com idades que variavam entre 18 e 29 e 66 a 81 anos encontraram uma capacidade de duplicação da população celular significativamente menor para as células do grupo mais velho. Imunofenotipagem das CTMs As CTMs apresentam poucos marcadores imunofenotípicos específicos, sendo sua caracterização estabelecida pela identificação de um perfil de marcadores específicos e não específicos; A população de CTMs isoladas da medula óssea de humanos e camundongos expressa em sua superfície marcadores moleculares como: CD44, CD105, CD106, CD166, CD29, CD73, CD90, Stro-1 Sca-1; Kolf et al. afirmaram que o marcador Stro-1 é o melhor marcador a se investigar quando se deseja pesquisar a presença de CTM; Imunofenotipagem das CTMs Consenso na literatura de que as CTMs não possuem marcadores típicos de células de linhagens hematopoéticas e endoteliais, sendo eles CD11b, CD14, CD31, CD33, CD34, CD133 e CD45; Oito marcadores de superfície para identificação de CTM, a ISCT concorda que apenas a identificação dos marcadores CD105, CD73 e CD90, quando não estiverem expressos marcadores hematopoiéticos A vida de uma CTM pode ser dividida em três fases: Fases do cultivo de CTM e a relação com a citogenética Fase 1: quando completa menos de 50% da vida celular; Fase 2: fase crescimento lento Fase 3: fase de senescência A senescência replicativa é um fenômeno característico do cultivo de células Ocorre secundariamente a vários fatores, incluindo o progressivo encurtamento do telômero, secundário à perda progressiva da atividade telomerase Após o seu cultivo moderado, as CTMs mantêm seu cariótipo normal e não perdem a atividade da telomerase. Contudo, no cultivo extenso, as funções celulares diminuem, fato confirmado pelos sinais evidentes de senescência e/ou apoptose Fases do cultivo de CTM e a relação com a citogenética Ambiente de estresse por baixas e altas concentrações de oxigênio pode afetar a estabilidade cromossômica das CTMs contribuindo para diferentes propriedades biológicas. A estabilidade cromossômica de CTM sobre essas condições é relevante para preparação da CTM e sua aplicação clínica em regeneração tecidual Pequena fração das CTMs está ativamente engajada na proliferação (aproximadamente 10% das células se encontram nas fases S + G2 + M) Maioria das células se encontra na fase G0-G1 do ciclo celular Ciclo celular Sugere uma alta competência destas células em se diferenciar Entretanto, estudos que distinguem as células em crescimento das em repouso evidenciam que apenas 20% destas encontram-se na fase G0 (não ciclantes) do ciclo celular Diferenciação As células-tronco são capazes de formar osteócitos, condrócitos e adipócitos. Somada à identificação das CTMs baseadas em suas características fenotípicas, a capacidade destas células formarem, ao menos, estes três tipos celulares distintos são um dos critérios funcionais disponíveis para identificá-las até então. Existem evidências ainda controversas de que as CTMs podem, além de diferenciar-se em células de linhagem mesodérmica, também dar origem às células dos sítios endodérmicos e neuroectodérmico, pelo do processo de transdiferenciação. As CTMs se tornaram o foco da atenção terapêutica; Propriedades imunológicas da CTM Potencial imunomodulatório Efeitos imunossupressores; Interferem na diferenciação, maturação e ativação das APC; Efetivas na indução de tolerância. As CTMs desencadeiam a liberação de diversos fatores solúveis que atuarão sobre as células do sistema imunológico; A habilidade de purificar, cultivar e manipular CT somáticas multipotentes fornece aos pesquisadores células de valor inestimável; Aplicações clínicas da CTM Utilizadas no estudo e no desenvolvimento do reparo tissular Candidatas ideais para os protocolos da medicina regenerativa; A CTM tem ganhado considerável atenção também como ferramenta de tratamento da DECHa (Doença do Enxerto Contra o Hospedeiro aguda). Terapia celular Referências AMORIN, Bruna et al. Células-tronco mesenquimais: caracterização, cultivo, propriedades imunológicas e aplicações clínicas. Revista HCPA. Porto Alegre. Vol. 32, n. 1 (2012), p. 71-81, 2012.