ICB - CELULAS TRONCO EMBRIONÁRIAS

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAS - CCB
DEPARTAMENTO DE MICOLOGIA
 CÉLULAS-TRONCO EMBRIONÁRIAS
	
	
RECIFE
2011
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS - CCB
DEPARTAMENTO DE MICOLOGIA
 CÉLULAS-TRONCO EMBRIONÁRIAS
Alberto Galdino da Silva Junior
RECIFE
2011
ÍNDICE
INTRODUÇÃO
DEFINIÇÃO DE CÉLULAS-TRONCO
CÉLULAS-TRONCO EMBRIONÁRIAS
CÉLULAS-TRONCO EMBRIONÁRIAS COMO INSTRUMENTO DE PESQUISAS
TERAPIA CELULAR
CÉLULAS-TRONCO EMBRIONÁRIAS HUMANAS
CLONAGEM TERAPÊUTICA 
CLONAGEM TERAPÊUTICA EM HUMANOS
CÉLULAS-TRONCO E SEU PODER CANCERÍGENO
CONCLUSÃO
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
INTRODUÇÃO
	As células-tronco são sem duvida um fantástico progresso da ciência, que teve suas pesquisas iniciadas na segunda metade do século passado. As células-tronco são células indiferenciadas que têm a capacidade de se diferenciar em células altamente especializadas, ao mesmo tempo em que conseguem se manter no estado indiferenciado. O mecanismo pelo qual as células-tronco conseguem realizar esta dupla função (diferenciação mantendo uma reserva de células indiferenciadas) ainda não está completamente elucidado, mas alguns aspectos importantes já sejam conhecidos. Dentre todos tipos de células-tronco, as embrionárias são consideradas as mais potentes por serem capazes de se diferenciarem em qualquer tipo celular do corpo humano.
	As CT (células-tronco) em geral têm um poder regenerativo, essa “plasticidade” permite que órgãos e tecidos diversos do corpo sejam recuperados por estarem sofrendo algum tipo de doença, como o Alzheimer, tratamento de cardiopatias graves, perca de movimentos dos membros causados por acidentes ou por erros genéticos, etc.
DEFINIÇÃO DE CÉLULAS TRONCO
Apesar da Grande diversidade de células que podem ser reconhecidas em tecidos adultos, todas derivam de uma única célula-ovo, após a fecundação de um óvulo por um espermatozóide. Essa única célula tem, pois, a propriedade de formar todos os tecidos do individuo adulto. Inicialmente, essa célula totipotente divide-se formando células idênticas mas, muito precocemente, na formação do embrião, os diferentes grupos celulares vão adquirindo características especializadas e, ao mesmo tempo, vão restringindo,sua capacidade de diferenciação. 
	No entanto, na maioria dos tecidos adultos existem reservas de células com capacidade de multiplicar-se, diferenciando-se naquele tecido a que pertencem e ao mesmo tempo mantendo esta própria reserva de células indiferenciadas. Essas células-tronco tecido específicas são as responsáveis pela manutenção da integridade dos tecidos adultos, pelo reparo de tecidos adultos, pelo reparo de tecidos lesados e pela remodelação dos tecidos e órgãos. Não se sabe ainda se no adulto persistem células com a capacidade de diferenciação ilimitada ou de formar múltiplos tecidos, ou seja, células-tronco pluripotentes; se existem, devem ser muito raras e de difícil isolamento. Essas células progenitoras capazes de diferenciar-se em tecidos adultos especializados são denominados Células-Tronco.
	As células-tronco diferem de outras células do organismo por apresentarem três características:
1) São células indiferenciadas e não-especializadas;
2) São capazes de se multiplicar por longos períodos mantendo-se indiferenciadas, de forma que um pequeno número pode originar uma grande população de células semelhantes;
3) São capazes de se diferenciar em células especializadas de um tecido particular. 
Em essência, as células-tronco são capazes de fazer “divisões assimétricas”, ou seja, podem originar células que permanecem indiferenciadas, que podem se diferenciar em células especializadas.
	
As células-tronco podem se classificar de acordo com o tipo de células que podem gerar:
Totipotentes: podem produzir todas as células embrionárias e extra-embrionárias;
Pluripotentes: podem produzir todos os tipos celulares do embrião, menos placenta e anexos;
Multipotentes: podem produzir células de várias linhagens;
Oligopotentes: podem produzir células dentro de uma única linhagem;
Unipotentes: produzem somente um único tipo celular maduro.
CÉLULAS-TRONCO EMBRIONÁRIAS
	As células-tronco embrionárias são uma classe especial de CT derivadas de embriões mamíferos no estágio de blastocisto. Neste estágio, células da massa celular interna, que vão dar origem a todos os tecidos do indivíduo adulto, ainda não se diferenciaram e podem ser colocadas em cultura de forma a estabelecer uma linhagem celular pluripotente. A capacidade dessas células de se multiplicar em cultura sem perder a pluripotência, assim como a possibilidade de induzir sua diferenciação em tipos celulares específicos, tornou as células-tronco embrionárias uma ferramenta poderosa de pesquisa e uma fonte de tecidos para transplante.
Segundo alguns cientistas, este tipo de célula-tronco apresenta grandes vantagens em relação as células-tronco adultas por possuir um maior potencial de “plasticidade”, respondendo melhor aos processos de diferenciação induzida para a produção de linhagens, além de possibilitar a superação das limitações genéticas que, no caso de terapia de doenças congênitas, apresentariam as CT adultas, mas tudo isso, em tese.
CÉLULAS-TRONCO EMBRIONÁRIAS COMO INSTRUMENTO DE PESQUISAS
Devido a sua grande plasticidade, as CT embrionárias têm sido vistas como a melhor fonte de células reconstituidoras de qualquer tecido do corpo humano. Elas têm sido usadas na reconstituição de tecido cardíaco em pacientes que sofreram infarto do miocárdio. Estudos experimentais têm sido realizados em modelos animais usando-se as células-tronco para doenças neurológicas, como doenças de Parkinson ou Alzheimer. A terapêutica com essas células vêm mostrando ser promissora, uma vez que pesquisas preliminares têm mostrado o sucesso do uso dessa nova tecnologia. 
A pesquisa com as CT embrionárias tem se tornado uma esperança no tratamento da diabetes, na reconstituição óssea e dentária, na regeneração de tecido renal e hepático. Outras pesquisas com elas têm sido vistas por muitos pesquisadores como a mais importante ferramenta na recuperação de pacientes que sofreram lesão na medula espinhal e hoje vivem em cadeiras de rodas. O uso clínico das células-tronco embrionárias apresenta-se como a principal esperança da ciência no tratamento de diversas doenças neuromusculares degenerativas e de inúmeras outras doenças sem cura até o presente momento. 
TERAPIA CELULAR
	A capacidade das CT embrionárias de se diferenciarem em diversos tipos celulares em cultura permite que essas células sejam vistas como uma fonte quase ilimitada de tecidos para transplante no tratamento de diferentes doenças. Terapias com células-tronco adultas como as presentes na medula óssea e no sangue do cordão umbilical, envolvem a injeção destas células em pacientes sem que elas tenham sido submetidas a qualquer processo de proliferação e diferenciação in vitro. Em contraste, as CT embrionárias são cultivadas por longos períodos e devem ser diferenciadas in vitro antes de serem transplantadas, já que, se injetadas em sua forma indiferenciada, podem seguir um programa desorganizado de diferenciação, dando origem a tumores (teratomas) em vez do tecido terapêutico desejado. Diversos estudos já foram realizados em modelos animais com o objetivo de determinar os fatores que dirigem o programa de diferenciação das CT embrionárias em tecidos específicos e averiguar o destino das CT embrionárias diferenciadas no animal. 	
A principal estratégia, hoje, no uso de células tronco é na medicina regenerativa, em que busca a substituição de células ou tecidos lesionados, senescentes ou perdidos para restaurar sua função. Essa necessidade vem da baixa oferta de doadores para um contingente maior dereceptores nos transplantes de órgãos ou tecido. 
	Palácios e colaboradores, desenvolveram um protocolo de diferenciação de CT embrionárias, cultivando-as na presença de células do estroma e das citocinas IL-3 e IL6, entre outras. Após 21 dias cultivadas nestas condições, as CT embrionárias deram origem a células com características morfológicas de células hematopoéticas. Dentre elas, utilizando marcadores específicos, foi isolada uma população com características de células-tronco hematopoéticas. Para avaliar se as células derivadas das CT embrionárias se comportavam in vivo como células-tronco hematopoéticas, a sua capacidade de repopular a medula óssea de camundongos irradiados foi testada. Animais submetidos a doses subletais de irradiação receberam 4-6x10³ células hematopoéticas derivadas das CT embrionárias. Após 12 semanas, estas células haviam repopulado as linhagens linfóides, eritróides e mielóides dos animais irradiados. Além disso, a medula óssea dos animais transplantados foi também capaz de reconstituir o sistema hematopoético de animais irradiados, indicando que as CT embrionárias diferenciadas deram origem a células com uma capacidade extensa de auto-renovação.
	Outros trabalhos de diferenciação de CT embrionárias de camundongos reportam a geração de células produtoras de insulina, músculo cardíaco e neurônios dopaminérgicos capazes de aliviar os sintomas de um modelo animal da doença de Parkinson, entre outras. Em conjunto, estes trabalhos formam a base para a proposta de uso terapêutico das CT embrionárias em seres humanos. 
CÉLULAS-TRONCO EMBRIONÁRIAS HUMANAS
	As primeiras linhagens de CT embrionárias humanas foram descritas em 1998 por Thompson e colaboradores. Utilizando embriões frescos ou congelados obtidos por fertilização in vitro para fins reprodutivos e doados pelos pais, e protocolos similares àqueles para a obtenção de CT embrionárias de camundongos, foram obtidas cinco linhagens independentes de potenciais CT embrionárias humanas. Os critérios utilizados para definir as linhagens obtidas como de fato CT embrionárias foram:
Serem derivadas de embriões pré-implantação;
Apresentarem proliferação prolongada em estado diferenciado;
Terem capacidade de diferenciação para formar as três camadas germinativas, mesmo após cultura prolongada.
Várias doenças como a doença de Parkinson e o diabetes melito juvenil, são resultantes da morte ou disfunção de um ou alguns tipos celulares. A reposição dessas células por tecidos produzidos a partir das CT embrionárias humanas poderia em tese proporcionar uma terapia duradoura. 
Até 2005, as CT embrionárias humanas já foram diferenciadas in vitro em uma variedade de tipos celulares derivados dos três folhetos embrionários e também em células germinativas. Células-tronco embrionárias humanas em cultura podem formar neurônios e pele (ectoderma); sangue, músculo, cartilagem células endoteliais e cardíacas (mesoderma); células pancreáticas (endoderma), entre outras. Assim, este tipo de célula-tronco apresenta um grande potencial em medicina regenerativa, tanto como fonte de tecidos para transplantes, quanto como um modelo para o estudo da embriogênese humana.
Muitas questões precisam ser resolvidas antes de se utilizar as CT embrionárias humanas, como por exemplo, se diz a respeito ás instabilidades cromossômicas observadas nessas células após longo tempo de cultura e à presença de contaminações derivadas de produtos de origem animal utilizados no estabelecimento e cultivo das CT embrionárias humanas. Porém, com os rápidos avanços nas pesquisas com estas células, novos protocolos já foram propostos para solucionar tais questões.
CLONAGEM TERAPÊUTICA 
	A clonagem terapêutica forma as células embrionárias em laboratório, sem colocar o embrião para se desenvolver em um útero. Embora chame-se embrião, esta produção em laboratório nada mais é que um óvulo que começa a divisão celular. Não sendo colocado em um útero, não dará origem a um bebê, por exemplo, no caso de humanos. 
	Com a clonagem terapêutica, criaram-se várias estratégias para prevenir a rejeição imunológica dos tecidos transplantados. Incluem a geração de bancos de linhagens de CT embrionárias, equivalentes a bancos de sangue de cordão umbilical e placentário - uma coleção de centenas de milhares de linhagens de CT embrionárias derivadas de diferentes embriões teria que ser estabelecidas e armazenadas. – Tais bancos de células-tronco embrionárias poderiam ser pesquisados para se identificar uma linhagem compatível com o paciente.
	Uma possibilidade de se evitar a rejeição imunológica do transplante pela incompatibilidade entre o enxerto e o paciente seria a geração de CT embrionárias geneticamente idênticas ao paciente pela técnica de transferência 	nuclear. Um núcleo somático do paciente seria transferido para um óvulo enucleado que, em condições adequadas de cultura, dá origem a um “embrião”, que seria cultivado até o estágio de blastocisto, quando então seria dissociado para a obtenção de CT embrionárias. Essa estratégia foi denominada “clonagem terapêutica”, ou terapia por transplante nuclear, para se evitar usar o termo “clonagem” que é usado popularmente. 
CLONAGEM TERAPÊUTICA EM HUMANOS
	Em novembro de 2001, a empresa Advanced Cell Technologies (ACT) anunciou a geração de embriões clonados humanos. Utilizando 71 óvulos doados por sete voluntárias, foram obtidos três embriões por transferência de núcleos de fibroblastos de pele de um doador. Porém, dois deles não se desenvolveram além de quatro células, e o terceiro conseguiu chegar a seis células antes de parar de crescer. Blastocistos humanos foram obtidos somente através da ativação partenogenética de óvulos. Daí, os autores não descreveram a obtenção de CT embrionárias a partir destes.
	O anuncio desse estudo foi alvo de intensas críticas, uma vez que os resultados obtidos foram inexpressivos no que diz respeito ao desenvolvimento dos embriões humanos. Mas de uma forma ou de outra, apesar de o desenvolvimento dos embriões clonados ter sido insuficiente para a obtenção de célula-tronco embrionárias, esse foi o primeiro relato documentado de transferência nuclear para a obtenção de CT embrionárias humanas – a primeira tentativa de clonagem terapêutica em seres humanos!
Em 2004 um grupo coreano estabeleceu a primeira linhagem de CT embrionárias a partir de blastocistos clonados. Os embriões foram gerados por transferência do núcleo da célula, ou seja, células do cumulus foram fundidas com os óvulos anucleados da mesma pessoa. A partir de 242 óvulos doados por 16 voluntárias, foram gerados 30 blastocistos, e, destes somente uma linhagem de CT embrionárias foi estabelecida. A capacidade de diferenciação desta foi examinada in vitro e in vivo. Os dois métodos demonstraram a pluripotência da linhagem estabelecida a partir do embrião clonado, equivalente à de linhagens estabelecidas a partir de embriões naturais. 
	Note que a clonagem terapêutica não se aplicaria ao tratamento de doenças genéticas. As CT embrionárias geradas nos indivíduos com tais doenças não poderiam gerar tecidos com função terapêutica para estes pacientes (a não ser que seu defeito genético fosse corrigido, como no estudo com os camundongos). Porém, o estabelecimento de linhagens CT embrionárias a partir destes pacientes representaria o primeiro passo para uma estratégia poderosa de pesquisa, pois essas células serviriam como modelos in vitro o qual mecanismos envolvidos na diferenciação daquelas células nos tecidos afetados em cada doença poderão ser estudados.
	É importante notar que a clonagem terapêutica não se aplicaria ao tratamento de doenças genéticas. Porém, o estabelecimento de linhagens de CT embrionárias a partir destes pacientes representaria o primeiro passo para uma estratégia poderosa de pesquisa, pois essas células serviriam como um modelo in vitro, no qual mecanismos envolvidos na diferenciação daquelas células nos tecidos afetados em cada doença poderão se estudados.
CÉLULAS-TRONCOE SEU PODER CANCERÍGENO
Como estas células surgem, ainda é um mistério. O fato é que assim como as células-tronco normais, a versão cancerígena desse tipo de célula tem a capacidade de se auto-renovar por meio da divisão celular e sem se diferenciar. Desse modo ela pode dar origem a um número ilimitado de células anormais que formarão a maior parte de um tumor. Porém, essas células têm uma duração de vida limitada e não podem gerar novas células cancerígenas.
	O comportamento das células-tronco normais é rigorosamente controlado por seu próprio programa genético, de forma coordenada com sinais recebidos do microambiente. Mudanças na maneira como as células-tronco respondem a essa sinalização podem ter um papel importante na transição final da célula sã para a cancerígena. Alternativamente, mutações nas células-tronco podem ser preservadas em suas descendentes imaturas, as células progenitoras que, subseqüentemente sofrem mutações adicionais que reativam a capacidade de auto-renovação normalmente presente apenas em células-tronco. Evidências de todas essas possibilidades foram observadas em diferentes cânceres.
CONCLUSÃO
	As pesquisas com células-tronco embrionárias só tendem a crescer, pois, sem duvida, esta sua capacidade de “renovar” a saúde em certos aspectos do corpo humano chama muito a atenção da medicina mundial. Apesar de que, mesmo usando-as haver o risco de ocorrer certos tumores, este problema foi posto um pouco de lado, para que, com o avanço das pesquisas, seja descoberto algo inovador, além das já conhecidas utilidades das células-tronco em geral. 
Ainda há a polêmica em relação ao uso do blastocisto como fonte de células-tronco para fins terapêuticos, por basear-se no fato dessas células serem ou não consideradas com o status de um ser humano, ou seja, se esse embrião já pode ser considerado como sendo uma pessoa ou não. A pesquisa com células-tronco embrionárias visa utilizar principalmente o blastocisto como fonte dessas células. Muitos não reconhecem que o embrião, especialmente nos estágios iniciais, seja uma pessoa. Com esta finalidade foi proposta a denominação de pré-embrião. O uso clínico das células-tronco embrionárias apresenta-se como a principal esperança da ciência no tratamento de diversas doenças neuromusculares degenerativas e de inúmeras outras doenças sem cura até o presente momento. 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
ZAGO, Marco Antonio; COVAS, Dimas Tadeu. Células-tronco: a nova fronteira da medicina. São Paulo: Atheneu, 2007.
JUNQUEIRA. Luiz C.; CARNEIRO, José. Biologia Celular e Molecular. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2005.
WIKIPÉDIA. Disponível em: http://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula-tronco. Acesso em 01/10/2011.
WIKIDOT. Evolução nas pesquisas com células-tronco. Disponível em: http://celulas-tronco.wikidot.com/evolucao-nas-pesquisas-com-celulas-tronco. Acesso em 30/09/2011.
HOCHEDLINGERr, K., JAENISH, R. "Nuclear transplantation, embryonic stem cells and the potential for cell therapy". N. Engl. Journal of Medicine 349:275-212. 2003.
UFAL. Células-Tronco embrionárias por Ricardo Del Carlo. Disponível em: http://www.ufal.edu.br/ufal/utilidades/com-a-palavra/celulas-tronco-embrionarias-e-perspectivas-terapeuticas-por-ricardo-del-carlo. Acesso em 22/10/11.
	Trabalho solicitado pelo professor Armando Marsden, do departamento de Micologia, do Centro de Ciências Biológicas, como critério de avaliação da disciplina de introdução à ciência biomédica, da turma de primeiro período, do curso de biomedicina.
Células-Tronco embrionárias humanas em cultura.
03
04
05
06
06
08
09
10
11
13
14
� PAGE \* MERGEFORMAT �0�