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SDE0906 – BIOLOGIA CELULAR Aula 13: Biologia das células-tronco AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular O que são células-tronco? Células-tronco são células que ainda não se diferenciaram, com capacidade de autorreplicação e que, quando estimuladas, podem se diferenciar. Muitos tecidos possuem células-tronco, que se multiplicam para manter a sua própria população e originar células mais especializadas. AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Importância das células-tronco Michael Hartnett jogador de basquete da Austrália. Existe um interesse muito grande sobre essas células, devido à possibilidade de serem utilizadas na medicina regenerativa. AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Diferenciação Celular As células-tronco são capazes de se transformar em uma célula diferenciada por meio do processo de diferenciação celular. • A diferenciação celular depende, principalmente, da expressão de determinados genes e repressão de outros genes. AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Diferenciação Celular Durante a diferenciação celular, dois fatores indicam quais fenótipos celulares vão surgir: • Potencialidade da célula-tronco: quanto maior for sua potencialidade maior o número de tipos celulares que vai originar. • Ambiente em que a célula se encontra: cada ambiente fornece uma composição de fatores que direciona a diferenciação para tipos celulares distintos. AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Potencialidade das células-tronco Potencialidade de uma célula é sua capacidade de originar outros tipos celulares. As células-tronco podem ser: • Totipotentes • Pluripotentes • Multipotentes • Oligopotentes Zigoto: Esquema de um zigoto (à esquerda) e micrografia eletrônica com o zigoto apresentando os dois pró-núcleos (materno e paterno) no centro da célula (à direita). AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Células-tronco totipotentes As células-tronco totipotentes podem gerar qualquer tipo de célula. • O zigoto (célula formada pela fusão dos gametas) é um célula-tronco totipotente. AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Células-tronco totipotentes • Os blastômeros, células produto das clivagens, são células-tronco totipotentes. • São capazes de originar tanto tecidos embrionários como placentários. Microscopia eletrônica de criofratura mostra a sequência das clivagens celulares, do primeiro ao sexto dia. Blastocisto AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Células-tronco pluripotentes As células-tronco pluripotentes podem originar uma grande quantidade de tipos celulares diferentes. • As células do embrioblasto do blastocisto são células-tronco pluripotentes, pois podem originar qualquer tipo celular do corpo do indivíduo. Embrioblasto Trofoblasto Blastocele AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Células-tronco multipotentes Na gastrulação, as células do embrioblasto se diferenciam em três folhetos embrionários: • Ectoderma • Mesoderma • Endoderma Essas células são multipotentes, porque já possuem um grau de diferenciação que só lhes permite se diferenciar em determinados tecidos. AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Células-tronco multipotentes Folheto Embrionário Tecidos adultos Ectoderma Tecido nervoso e epitelial (pele) Mesoderma Tecidos conjuntivos, musculares, sanguíneo e epitelial Endoderma Tecidos epiteliais (sistema digestório e respiratório) AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Células-tronco mesenquimais As células-tronco mesenquimais fazem parte do tecido sanguíneo, junto com as células hematopoiéticas. As células-tronco mesenquimais originam células do tecido conjuntivo, cartilaginoso, ósseo, endoteliais e musculares lisas. AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Células-tronco tecido específicas Os tecidos adultos possuem células-tronco, para sua renovação e regeneração, chamadas de células-tronco tecido específicas. As células hematopoiéticas da medula óssea são tecido específicas, pois originam diversas células do sangue. AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Células-tronco tecido específicas AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Células-tronco tecido específicas Salamandra AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Células-tronco tecido específicas Em anfíbios, como as salamandras, é possível que um membro perdido se regenere, devido à alta potencialidade das células-tronco tecido específicas. AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Células-tronco em tecidos adultos A figura mostra nichos de células-tronco no tecido cardíaco. Recentemente foi demonstrada a presença de células-tronco em tecidos adultos como o cérebro, coração, pâncreas e fígado. James Thomson AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Terapia com células-tronco • Células-tronco com diferentes potencialidades têm sido isoladas e mantidas em cultura por pesquisadores. • Em 1998, o pesquisador americano James Thomson obteve a primeira linhagem de células-tronco pluripotentes embrionárias humanas, revolucionando a pesquisa nesta área. • Atualmente, já são conhecidos diferentes protocolos de uso de células-tronco para repor células perdidas em decorrência de uma doença ou lesão, em humanos. AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Células-tronco embrionárias Células-tronco embrionárias pluripotentes têm sido obtidas de blastocistos e utilizadas em terapia celular, para reparar diferentes órgãos que sofreram perdas celulares, como o coração, a medula espinhal e etc. AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Células-tronco embrionárias No Brasil a lei 11.105/05 regulamenta o uso de células-tronco embrionárias em terapia celular. Art. 5o É permitida, para fins de pesquisa e terapia, a utilização de células-tronco embrionárias obtidas de embriões humanos produzidos por fertilização in vitro e não utilizados no respectivo procedimento, atendidas as seguintes condições: I – sejam embriões inviáveis; ou II – sejam embriões congelados há 3 (três) anos ou mais, na data da publicação desta Lei, ou que, já congelados na data da publicação desta Lei, depois de completarem 3 (três) anos, contados a partir da data de congelamento. § 1o Em qualquer caso, é necessário o consentimento dos genitores. § 2o Instituições de pesquisa e serviços de saúde que realizem pesquisa ou terapia com células-tronco embrionárias humanas deverão submeter seus projetos à apreciação e aprovação dos respectivos comitês de ética em pesquisa. AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Células-tronco de medula óssea Células-tronco tecido específicas multipotentes também estão sendo testadas na terapia celular de diferentes órgãos e tecidos. O transplante de medula óssea, há muito tempo utilizada no tratamento de leucemias, é um exemplo de sua aplicação. Células-tronco obtidas da medula óssea também estão sendo testadas em terapia celular em órgãos como o coração e a medula espinhal. AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Células-tronco de medula óssea Sistema circulatório Sistema nervoso Sistema imune Afigura mostra a capacidade de diferenciação que possuem as células-tronco multipotentes da medula óssea. AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Células-tronco de medula óssea Sistema circulatório Sistema nervoso Sistema imune A figura mostra a capacidade de diferenciação que possuem as células-tronco multipotentes da medula óssea. Clique aqui para assistir a Fecundação - Células-tronco em paraplégicos tratamento na Estácio de Sá. AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Células-tronco de dente Sistema circulatório Sistema nervoso Sistema imune Células-tronco adultas têm sido obtidas de diferentes locais e tecidos. Estudos demonstraram que a polpa de dentes de leite são boas fontes dessas células. AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Células-tronco de cordão umbilical O cordão umbilical também tem sido utilizado como fontes de células-tronco, porque são consideradas pluripotentes e com várias aplicações na medicina regenerativa. A figura mostra a obtenção de células-tronco pluripotentes induzidas. AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Células-tronco pluripotentes induzidas Devido aos problemas éticos na obtenção de células-tronco embrionárias, pesquisadores desenvolveram a técnica de transformar células adultas, somáticas, em células embrionárias. As células obtidas desta forma foram chamadas de células-tronco pluripotentes induzidas (iPS). AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Clonagem terapêutica A clonagem terapêutica consiste em uma técnica em que clones de um indivíduo são produzidos para que, dos embriões, sejam retiradas células-tronco com seu mesmo material genético. • A obtenção de células-tronco, desta forma, enfrenta grande resistência legal. • A Lei 11.105/05 proíbe este tipo de procedimento no Brasil. AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Clonagem terapêutica Sistema nervoso Sistema circulatório Sistema imune AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Clonagem terapêutica Sistema circulatório Sistema nervoso Sistema imune Clique aqui para assistir as Células-tronco adultas. AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Exercício 1) (FUVEST) Células-tronco são células indiferenciadas que têm a capacidade de se diferenciar em diversos tipos celulares. Para que ocorra tal diferenciação, as células - tronco terão necessariamente que alterar: a) O número de cromossomos. b) A quantidade de genes nucleares. c) A quantidade de genes mitocondriais. d) O padrão de atividade dos genes. e) A estrutura de genes específicos por mutações. AULA 13: Biologia das células-tronco Biologia Celular Exercício 2) (PUCPR) Em Setembro de 2005, o Brasil se tornou referência no Brasil em terapia celular para regeneração de tecido hepático. O Dr. Ricardo Ribeiro da FIOCRUZ da Bahia chefiou o grupo que realizou o primeiro transplante de células-tronco para melhora da função hepática. Com relação às células-tronco, é INCORRETO afirmar: a) As células-tronco de um paciente podem ser usadas para regenerar seus tecidos ou órgãos lesados, eliminando o risco de rejeição imunológica. b) As células-tronco de adulto são capazes de se diferenciar em outro tipo de célula, independentemente do seu tecido de origem. c) As células-tronco embrionárias são capazes de se diferenciar em outros tipos de células, desde que cultivadas sob condições adequadas. d) As células-tronco podem ser retiradas da massa celular interna de blastocistos (um dos estágios iniciais dos embriões de mamíferos). e) Quando retiradas de embriões congelados, eliminam as questões éticas e religiosas associadas à obtenção de órgãos para transplantes. AVANCE PARA FINALIZAR A APRESENTAÇÃO. VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS? Ler artigos científicos sobre morte celular e câncer Responda o quiz e a atividade no ambiente SAVA.... Navegar pelos demais itens das trilhas de conhecimento do SAVA.
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