Células tronco e diferenciação celular

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Células tronco e diferenciação celular 
Discentes: Amanda Marques 2016.2.07.003
 
Docente: Junior
Alfenas – MG
2018
Introdução 
Ao longo dos anos, diversos órgãos e tecidos do corpo humano perdem progressivamente sua capacidade de funcionamento, seja por causa de alguma doença ou pelo processo normal de envelhecimento. Há então uma grande demanda de reposição desses órgãos, que hoje em dia é atendida por programas de transplante de órgãos. No entanto, por várias razões, esses programas de transplante de órgãos atendem a uma fração muito pequena dos pacientes (5% a 10% nos Estados Unidos), seja por escassez de doadores ou pela atual incapacidade de transplante de certos órgãos ou tecidos, como muscular e nervoso. Além disso, os transplantes de órgãos existentes têm um alto custo, o que é de particular importância para a saúde pública no Brasil, onde são pagos pelo Ministério da Saúde.
Dentro desse contexto, as células-tronco se apresentam como uma fonte potencialmente ilimitada de tecidos para transplante. Células-tronco (CT) podem ser definidas como células com (i) grande capacidade de proliferação e auto-renovação, capacidade de responder a estímulos externos e dar origem a diferentes linhagens celulares mais especializadas. 
A diferenciação celular é o processo pelo qual as células vivas se "especializam" para realizar determinada função. 
Estas células diferenciadas podem atuar isoladamente - como os gametas e as células sexuais dos organismos mais pequenos, como as bactérias. Ou podem agrupar-se em tecidos diferenciados, como o tecido ósseo e o muscular. Apesar de diferenciadas, as células mantêm o mesmo código genético da primeira célula (zigoto). A diferença está na ativação e inibição de grupos específicos de genes que determinarão a função de cada célula.
Desenvolvimento 
A diferenciação celular consiste em um conjunto de processos que transformam e especializam as células embrionárias. Após estas transformações, sua morfologia e fisiologia são definidas, o que as tornam capazes de realizar determinada função.
Fecundação
Após a fecundação, a vida do organismo inicia-se com apenas uma única célula. Nesse sentido, todas as demais células que dela se originarem pela divisão celular (mitose) terão as mesmas informações genéticas, no entanto, exercerão funções diferentes por conta da expressão gênica. Em outras palavras, cada diferente tipo de célula possui a inibição ou a ativação de determinados grupos de genes, responsáveis por definir a função de cada uma delas. 
A expressão gênica controla quatro processos para que a célula inicial origine perfeitamente o embrião. São eles:
Proliferação celular, garantindo que muitas células sejam produzidas;
Especialização celular, permitindo que as células se expressem de forma diferenciada para exercerem suas funções;
Interação entre as células, promovendo a coordenação e comportamento das células em relação às células vizinhas;
Movimentação celular, possibilitando que as células se organizem próximas às células com características em comum para a formação dos tecidos e órgãos.
Após a fecundação, o zigoto, já com aproximadamente 100 células, atinge o estágio de blástula. Nesta fase ocorrerão as primeiras diferenciações: as células que compõem a massa externa da blástula darão origem aos anexos embrionários, enquanto as células da massa interna darão origem a todos os tecidos e órgãos do embrião. Às células da massa interna é dado o nome de células-tronco embrionárias e são classificadas como pluripotentes.
À medida que a especialização celular vai avançando, vão surgindo as primeiras células envolvidas com a formação de tecidos específicos: são as células-tronco multipotentes. Um tecido corresponde a um conjunto de células especializadas, iguais ou diferentes entre si, que realizam determinada função em um organismo.
Num organismo já formado, ocorrerão apenas dois tipos de células: as células tronco multipotentes e as células unipotentes. Estas últimas correspondem a células que já sofreram diferenciação completa, mas que não possuem a capacidade de originar outras células se não as delas. Algumas destas células possuem uma capacidade muito pequena de se dividir, como as células nervosas e os neurônios.
Células-tronco
As células-tronco apresentam capacidade de diferenciação e autorrenovação. Por essa razão, podem ser usadas no tratamento de doenças degenerativas.
As células-tronco destacam-se pela capacidade de se transformar em diferentes tipos celulares, ou seja, são células com grande capacidade de diferenciação. Essas células encontram-se em um estágio em que não estão completamente especializadas, o que permite que elas sejam programadas para desempenhar qualquer função.
Além de sua capacidade de diferenciação, as células-tronco destacam-se por sua capacidade de autorrenovação. Isso quer dizer que essas células são capazes de proliferar-se e gerar outras células-tronco idênticas.
→ Diferentes tipos de células-tronco
Costuma-se classificar as células-tronco em diferentes tipos: células-tronco totipotentes, células-tronco embrionárias, células-tronco adultas e células pluripotentes induzidas.
Células-tronco totipotentes: são capazes de formar células de qualquer tecido do corpo, inclusive tecidos embrionários e extraembrionários. Costuma-se dizer que esse tipo de célula é capaz de originar um organismo por inteiro. Como exemplo de células-tronco totipotentes, podemos citar o zigoto e as células provenientes de seu desenvolvimento até a fase de mórula;
Células-tronco embrionárias: Essas células são também chamadas de pluripotentes, pois são capazes de transformar-se em qualquer tipo celular de um indivíduo adulto. As células-tronco embrionárias não podem gerar tecidos extraembrionários, sendo esse um critério para diferenciação. Essas células são obtidas do embrião em uma fase de desenvolvimento chamada de blastocisto. Nessa etapa do desenvolvimento, ainda não ocorreu diferenciação celular;
Células-tronco adultas: Essas células são também denominadas de células-tronco multipotentes, pois, diferentemente das células-tronco embrionárias e totipotentes, elas não são capazes de se diferenciar em todos os tipos celulares existentes. As células-tronco adultas são capazes apenas de gerar células do tecido que originaram. Esse tipo de célula é obtido, por exemplo, na medula óssea humana e no sangue do cordão umbilical;
Células pluripotentes induzidas: Essas células são criadas em laboratório a partir da reprogramação do código genético. Após ser reprogramada, uma célula adulta é capaz de voltar ao seu estágio de célula-tronco embrionária.
Importância do uso de células-tronco na Medicina
Na Medicina, as células-tronco apresentam grande utilidade, pois podem ser utilizadas para substituir as células doentes. Com essa técnica, conhecida como terapia celular, é possível tratar diferentes doenças. Diversos estudos têm mostrado a eficiência das células-tronco na reconstituição de tecido cardíaco após infarto e no tratamento de doenças neurológicas, por exemplo. Assim sendo, são fundamentais estudos na área para que se conheça melhor o funcionamento dos diferentes tipos de células-tronco e em que doenças elas são mais eficientes.
É importante salientar que transplantes de células-tronco adultas são feitos desde a década de 1950 pela técnica de transplante de medula óssea. Essa técnica, consideravelmente eficiente, têm sido utilizada para tratar doenças que afetam o sistema hematopoiético, responsável pela produção de células sanguíneas.
Legislação brasileira a respeito das células-tronco
A lei nº 11.105, de 24 de março de 2005, regulamenta no Brasil as normas que regem os estudos com células-tronco. De acordo com essa lei, “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: sejamembriões inviáveis; ou 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.” Vale frisar que, em qualquer um dos casos, faz-se necessário o consentimento dos genitores.
Conclusão:
O uso de células tronco para tratamento em geral tem trazido inúmero avanços em várias áreas. No entanto, pesquisas que necessitam de células com maior potencial de diferenciação – as células tronco embrionárias - enfrentam dificuldades éticas e religiosa que atrasam seu desenvolvimento. 
As células tronco têm o potencial de substituir e revolucionar o transplante de órgãos, pois nessa tecnologia não haveria o problema da rejeição em doenças não genéticas. Doenças neurodegenerativas extremamente complexas veem agora uma luz no fim do túnel, sendo de grande desenvolvimento. 
Referências:
AMABIS, José Mariano; MARTHO, Gilberto Rodrigues. Biologia das Células 1. 4ª edição. São Paulo: Editora Moderna, 2015.
Fundação Cecierj. Expressão gênica e diferenciação celular. Disponível em: < http://cejarj.cecierj.edu.br/pdf_mod2/Unidade05_Bio.pdf>.
Santos, Vanessa Sardinha dos. Células-tronco. Disponível em: https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/celulas-tronco.htm. Acesso em 05 de novembro de 2018.
https://www.scielosp.org/article/csc/2008.v13n1/07-14/
ALBERTS, B.; J OHNSON, A.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K.; WALTER, P. 2010. Biologia Molecular da Célula. 5ª Edição. Editora Artmed.