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Embriologia Material Teórico Responsável pelo Conteúdo: Prof. Me. Norton Claret Levy Junior Revisão Textual: Prof.ª Me. Luciene Santos Diagnósticos Pré-natais, Manipulação da Reprodução Humana e Células-tronco Embrionárias (CTE) • Diagnósticos Pré-Natais; • Manipulação da Reprodução Humana; • Células-Tronco Embrionárias (CTE). · Discutir com os alunos as vantagens da amniocentese e da cordocentese; · Apresentar aos alunos os métodos contraceptivos reversíveis e irreversíveis; · Mostrar a importância clínica das células-tronco. OBJETIVO DE APRENDIZADO Diagnósticos Pré-natais, Manipulação da Reprodução Humana e Células-tronco Embrionárias (CTE) Orientações de estudo Para que o conteúdo desta Disciplina seja bem aproveitado e haja maior aplicabilidade na sua formação acadêmica e atuação profissional, siga algumas recomendações básicas: Assim: Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte da sua rotina. Por exemplo, você poderá determinar um dia e horário fixos como seu “momento do estudo”; Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma alimentação saudável pode proporcionar melhor aproveitamento do estudo; No material de cada Unidade, há leituras indicadas e, entre elas, artigos científicos, livros, vídeos e sites para aprofundar os conhecimentos adquiridos ao longo da Unidade. Além disso, você também encontrará sugestões de conteúdo extra no item Material Complementar, que ampliarão sua interpretação e auxiliarão no pleno entendimento dos temas abordados; Após o contato com o conteúdo proposto, participe dos debates mediados em fóruns de discus- são, pois irão auxiliar a verificar o quanto você absorveu de conhecimento, além de propiciar o contato com seus colegas e tutores, o que se apresenta como rico espaço de troca de ideias e de aprendizagem. Organize seus estudos de maneira que passem a fazer parte Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Mantenha o foco! Evite se distrair com as redes sociais. Determine um horário fixo para estudar. Aproveite as indicações de Material Complementar. Procure se alimentar e se hidratar quando for estudar; lembre-se de que uma Não se esqueça de se alimentar e de se manter hidratado. Aproveite as Conserve seu material e local de estudos sempre organizados. Procure manter contato com seus colegas e tutores para trocar ideias! Isso amplia a aprendizagem. Seja original! Nunca plagie trabalhos. UNIDADE Diagnósticos Pré-natais, Manipulação da Reprodução Humana e Células-tronco Embrionárias (CTE) Diagnósticos Pré-Natais A gravidez constitui um período do ciclo de vida, que na maioria das vezes poderia transcorrer sem desvios da saúde, porém envolve em si uma crise adaptativa caracterizada por complexas transformações fisiológicas, emocionais, interpessoais e sociodemográficas, as quais implicam em um potencial de risco eminente, e por isso demanda atenção ao caráter multidisciplinar de saúde. No Brasil, as taxas de morbimortalidade materna e perinatal ainda são consideradas altas pela Organização Mundial de Saúde (OMS), sendo, na maioria das vezes, associada a intercorrências obstétricas potencialmente evitáveis. Amniocentese A partir da décima quarta semana, é admissível a realização da amniocentese. Esse exame consiste na retirada de um pouco de líquido amniótico através de uma agulha inserida na cavidade amniótica pela parede abdominal (Figura 1), observada por meio da ultrassonografia. Como nessa amostra é possível analisar células que desprendem do corpo de feto, vários diagnósticos podem ser feitos com a análise das células. Anomalias cromossômicas como síndrome de Down, malformações de estruturas do corpo do feto e defeitos na produção enzimática são exemplos de doenças que podem ser detectadas com o emprego da amniocentese. Assista aos vídeos sobre amniocentese: Amniocentese Genética - https://youtu.be/KCMubheKK1I Amniocentese - https://youtu.be/2OvGRJWIDGg Coleta de Líquido Aminiótico - https://youtu.be/9rBvHlIhCiM Ex pl or 8 9 Figura 1 − Amniocentese, com auxílio de ultrassom Fonte: fertius.com.br A alta concentração de alfafetoproteína encontrada no líquido aminiótico, por exemplo, é um indicador de malformações nas quais alguma estrutura fica exposta ao líquido amniótico, como na gastrosquise e na anencefalia. Após o diagnóstico de algumas malformações, é possível intervir cirurgicamente na tentativa de correção de defeito: é o caso de anomalias como espinha bífida e obstruções do trato urinário. Gastrosquise: defeito de fechamento da parede abdominal com presença de porções do intestino e estômago dentro do cordão umbilical. Anencefalia: defeito de fechamento do tubo neural na porção cefálica, com ausência de parte ou todo encéfalo. Espinha bífi da: defeito de fechamento do tubo neural na altura de medula espinhal. Ex pl or Cordocentese Por permitir o acesso direto à circulação fetal a cordocentese (Figura 2) consiste em um avanço da Medicina Fetal, pois forneceu subsídios para o entendimento da fisiolo- gia e fisiopatologia fetal, dando nova abordagem na terapêutica fetal intrauterina. Essa técnica permite a obtenção de sangue fetal puro, por meio da punção da veia umbilical, pela via percutânea, valendo-se da monitoração ultrassonográfica contínua. Mesmo tratando-se de procedimento invasivo, a cordocentese é indiscutivelmente ferramenta fundamental na prática da Medicina Fetal. Em relação às suas indicações, podemos dividi-las em dois grandes grupos, a saber: propedêuticas e terapêuticas. 9 UNIDADE Diagnósticos Pré-natais, Manipulação da Reprodução Humana e Células-tronco Embrionárias (CTE) A cordocentese pode ser utilizada para o diagnóstico de diversas doenças, tais como: Síndrome do X frágil, Distrofia Muscular de Duchene, Doença de Tay-Sachs, Talassemia, Anemia falciforme, Hemofilia A e B, Doença de Von Willebrand, Trombocitopenia Aloimune, Púrpura Trombocitopênica Auto-imune e Idiopática, entre outras. Figura 2 − Cordocentese, com auxílio de ultrassom Fonte: Adaptado de Mayo Fundation for Medical Education and Research Manipulação da Reprodução Humana Durante séculos, a manipulação da reprodução humana consistiu principalmen- te na contracepção e no aborto, com a intenção de limitar o número de filhos em uma família. Atualmente, temos uma diversificada metodologia para manipular o processo re- produtivo, tanto na contracepção quanto nos processos de tratamento da infertilidade. Métodos Contraceptivos Reversíveis Método da tabelinha Método natural que consiste em evitar relações sexuais durante o período fértil, isto é, o período do mês em que ocorre a ovulação. 10 11 Método Billings (ou da ovulação ou do muco cervical) Observar a variação do muco vaginal conforme o período fértil. Na ovulação, o muco torna-se ralo, semelhante à clara de ovo. Método de Ogino-Knauss (ou da temperatura) Um dia antes da ovulação, a temperatura da mulher fica um pouco abaixo da média, para no dia da ovulação subir novamente, dia em que não se se deve ter relação. Também é conhecido como método da temperatura. Este método pode ser utilizado em conjunto com a tabela e o muco (métodos denominados naturais), aumentando a sua eficiência. Coito interrompido Praticado quando o homem retira o pênis da vagina antes da ejaculação. Camisinha masculina (ou preservativo) Capa de borracha fina usada pelo homem, que impede o sêmen de entrar no útero feminino. Camisinha feminina (ou preservativo) Bolsa, com forma de tubo, fina e resistente, que é colocada dentro da vagina, com finalidade contraceptiva. Espermicidas Géis, cremes ou comprimidos que, quando aplicados na vagina, destroem os espermatozoides e evitam a gravidez. Diafragma Pequeno disco de borracha que se coloca dentro da vagina, e funciona como barreira, impedindo a entrada dos espermatozoides. Diu (dispositivo intrauterino) Aparelho que, colocado dentro do útero, impede a ocorrênciada gravidez. É um pequeno objeto de plástico sobre o qual, muitas vezes, é enrolado um fio de cobre muito fino, e que se apresenta em diversos formatos. Pílula anticoncepcional Comprimido composto de hormônios em várias misturas de estrógenos e pro- gesterona, que impossibilita a liberação do óvulo pelo ovário, e, assim, impede a fecundação. A minipílula apresenta só um tipo de hormônio – progesterona, em doses baixas. 11 UNIDADE Diagnósticos Pré-natais, Manipulação da Reprodução Humana e Células-tronco Embrionárias (CTE) Anticoncepcionais injetáveis Consiste no uso mensal ou trimestral de hormônio em forma de injeção. Os progestógenos injetáveis, além de anovulatórios, aumentam a viscosidade do muco cervical, tornam o endométrio menos propício à implantação do ovo e alteram a motilidade tubária. Implantes sudérmicos: Norplant Implantes subcutâneos de tubinhos ou cápsulas de plástico especial (silástico), contendo hormônio anticoncepcional. O implante, feito na parte interna do braço ou antebraço, vai liberando o hormônio lentamente. Anticoncepcional de emergência – pílula do dia seguinte Esse método deve ser usado em uma situação inesperada. É indicado para a mulher que manteve uma relação sexual não planejada, sem uso de anticoncep- cional e em casos de estupro. É também indicado em situações de rompimento de camisinha ou quando o diafragma é removido antes de seis horas após uma relação sexual, ou após esquecimento de uma ou mais pílulas anticoncepcionais no início ou no fim da cartela. Consiste no uso de altas doses de pílulas anticoncepcionais orais (contendo estrogênio + progestogênio) que interrompem o ciclo reprodutivo da mulher, evitando assim uma gravidez indesejada. Dependendo da etapa do ciclo na qual as pílulas foram tomadas, elas podem impedir ou retardar a liberação do óvulo pelo ovário. Algumas usuárias têm efeitos colaterais, tais como náuseas e vômitos ou distúrbios do ciclo menstrual. Efeitos colaterais sérios são muito raros. Pode ser usada por mulheres de qualquer idade, com ou sem filhos. Métodos Contraceptivos Irreversíveis Ligação de trompas (laqueadura) É um método cirúrgico em que as trompas de Falópio são amarradas e seccionadas, impedindo que os óvulos alcancem o útero e sejam fecundados pelos espermatozoides. Outra técnica em desenvolvimento consiste na oclusão tubária pela colocação do agrafo, ou anel (técnica do ring), em cada trompa, oferecendo a chance de reversibilidade em 30% dos casos. Vasectomia É um método contraceptivo masculino que consiste em uma operação que secciona o canal deferente (tubo que conduz o esperma para a uretra). O homem submetido a esta operação tem prazer sexual normal e orgasmo, mas seu sêmen não contém espermatozoides, e assim não pode fecundar o óvulo. 12 13 Assista aos vídeos sobre métodos contraceptivos: Biologia - Métodos Contraceptivos - https://youtu.be/f6lzXt0VbCI Métodos Contraceptivos - https://youtu.be/D8kDc87czMU Ex pl or Tratamento da Infertilidade Fertilização in vitro e transferência de embrião Este tipo de manipulação é tipicamente utilizado em pacientes capazes de formar gametas, mas que têm um bloqueio, muitas vezes anatômico, impedindo que os óvulos e espermatozoides se encontrem, ou que o embrião que flutua livremente alcance o útero ou nele se instale. Transferência intrafalopiana de gametas Certos tipos de infertilidade se devem a fatores como muco cervical hostil e patologias e anomalias anatômicas da extremidade superior das tubas uterinas. Um método mais simples para lidar com tais condições consiste na introdução de gametas masculinos e femininos diretamente na extremidade inferior da tuba uterina (geralmente na junção entre o istmo e a ampola). A fertilização ocorre no interior da tuba e os primeiros eventos da embriogênese acontecem naturalmente. Mãe substitutiva (Barriga de aluguel) Existem algumas circunstâncias em que uma mulher produz óvulos férteis, mas não consegue engravidar. Um exemplo é o da mulher que cujo útero foi removido, mas que ainda possui ovários funcionando. Neste caso, uma opção é a fertilização in vitro e a transferência do embrião, mas sendo o embrião transferido para o útero de outra mulher (mãe substitutiva). Do ponto de vista biológico, este método pouco difere da transferência do embrião para o útero da mãe biológica, mas é um método que induz uma série de questões sociais, éticas e legais. Células-Tronco Embrionárias (CTE) A célula-tronco (CT) é definida como a célula com capacidade de gerar diferentes tipos celulares e reconstituir diversos tecidos. As CTs estão presentes em todas as fases do desenvolvimento, desde o zigoto, na massa interna do embrião, passando pelo estágio fetal, e permanecendo nos tecidos adultos. 13 UNIDADE Diagnósticos Pré-natais, Manipulação da Reprodução Humana e Células-tronco Embrionárias (CTE) As CTs apresentarem três características que as diferem das outras células do organismo (Figura 3). 1. São capazes de se multiplicar por longos períodos, mantendo-se indife- renciadas, de forma que um pequeno número pode originar uma grande população de células semelhantes. 2. São capazes de se diferenciar em células especializadas de um tecido particular. 3. São células indiferenciadas e não especializadas. Figura 3 − Características das células-tronco Fonte: celulastroncors.org.br Classificação quanto à capacidade de diferenciação CT totipotentes (Figura 4) Possuem a capacidade de se dividir e originar todas as células especializadas de um organismo. No zigoto, encontramos CT totipotentes porque ele formará todos os tecidos necessários para o desenvolvimento fetal. 14 15 Figura 4 − Célula-tronco totipotente Fonte: Adaptado de Wikimedia Commons CT pluripotentes (Figura 5) Conseguem diferenciar-se em tecidos de qualquer um dos três folhetos embrionários: endoderma, mesoderma, ou ectoderma. No blastômero encontramos as CT pluripotentes, originadas a partir das CT totipotentes, que, comparadas após modificações genéticas e epigenéticas, avançam no seu desenvolvimento. No entanto, as CT pluripotentes apresentam potencialidade reduzida quando comparadas às CT totipotentes. Elas começam a responder a sinais vindos de tecidos extraembrionários e iniciam sua diferenciação no início da gastrulação. Figura 5 − Célula-tronco pluripotente Fonte: Adaptado de Wikimedia Commons 15 UNIDADE Diagnósticos Pré-natais, Manipulação da Reprodução Humana e Células-tronco Embrionárias (CTE) CT multipotentes (Figura 6) Possuem plasticidade menor e são encontrados em todos os tecidos adultos. No entanto, só se diferenciam em células do próprio tecido. Agora que vimos os conceitos da CT quanto à capacidade de diferenciação, podemos entender que existem as células-tronco embrionárias com plasticidade, ou seja, poder de diferenciação muito maior do que as células-tronco adultas. No entanto, as pesquisas com células-tronco embrionárias tornaram-se uma das maiores controvérsias morais e políticas da atualidade. Figura 6 − Célula-tronco multipotente Fonte: celulastroncors.org.br Células-Tronco Adultas (CTA) Como visto anteriormente, são as multipotentes e também são chamadas de CT somáticas (Figura 7) encontradas em diversos tecidos do organismo como pulmão, baço, cérebro, baço, tecido adiposo, coração, medula óssea e outros. Essas células têm a capacidade de autorrenovação e servem para manter a integridade e regeneração dos tecidos onde são encontradas. As CTA mais facilmente disponíveis e comumente utilizadas nas clínicas de fertilização são as células-tronco hematopoéticas, cujas principais fontes são a medula óssea e o sangue de cordão umbilical. 16 17 CTA já são usadas com sucesso no tratamento de doenças como linfomas, leu- cemias e algumas doenças lisossomais, e já existem trabalhos publicados envol- vendo doença de Parkinson, diabetes tipo 1, distúrbios circulatórios e doenças neuromusculares. Figura 7 − Célula-tronco embrionária e célula-tronco adultasFonte: celulastroncors.org.br Células-Tronco Embrionárias (CTE) As CTE (veja no link abaixo) são culturas celulares coletadas da camada interna do blastocisto que se forma em torno do quinto dia após a fertilização. A primeira linhagem humana foi gerada em 1998. Apesar de aparentemente simples, o processo é bastante complexo do ponto de vista técnico, pois requer condições estritas para a manutenção das células em um estado indiferenciado. As CTE humanas ainda não têm condições de emprego no tratamento humano, devido principalmente a questões de segurança. A utilização de CTE humanas em protocolos clínicos é muito mais restrita se comparada com CT adultas, e apenas células diferenciadas de CTE podem ser administradas aos pacientes. Nenhum estudo havia utilizado CTE humanas em protocolos clínicos; entretanto, em janeiro de 2009, o órgão responsável nos EUA (FDA) autorizou o primeiro protocolo clínico, utilizando células derivadas de CTE humanas. Neste caso, células de oligodendrócitos. Essa licença, entretanto, foi suspensa pelo FDA em agosto de 2009, devido a questões de segurança ainda não resolvidas. Veja no link a seguir um exemplo de célula-tronco embrionária: https://goo.gl/oxQdHc Ex pl or 17 UNIDADE Diagnósticos Pré-natais, Manipulação da Reprodução Humana e Células-tronco Embrionárias (CTE) Células-Tronco Pluripotente Induzidas (Figura 8) A única vantagem das CTE sobre as CTA diz respeito à sua pluripotencialidade, visto que elas são capazes de originar todos os tipos celulares que formam um organismo adulto. Uma alternativa à utilização da CTE na pesquisa e perspectivas terapêuticas surgiu em 2007, quando foram desenvolvidos métodos para a produção de células com características de CTE a partir de células somáticas, por meio de uma reprogramação genética específica, usando transferência genética por retrovírus. Esse tipo de CT foi denominado células-tronco pluripotentes induzidas (iPS – induced pluripotent sten cell). Essa iPS provaram ser funcional e molecularmente semelhantes às CTE. A reprogramação in vitro das células somáticas em células iPS oferece novas aplicações em pesquisa, diagnóstico e terapia celular, porque, além de evitar os problemas éticos envolvidos com a destruição dos embriões humanos, esta abordagem permite a geração de células específicas para cada paciente, evitando problemas de rejeição. Entretanto, questões relacionadas à modificação genética do genoma das células-alvo ainda devem ser mais bem caracterizadas e resolvidas antes de suas aplicações clínicas em ensaios experimentais. Figura 8 − Célula-tronco pluripotente induzida (iPS) Fonte: celulastroncors.org.br Assista aos vídeos sobre células-tronco: Tudo sobre Células Tronco - https://youtu.be/Z6H8yuN0qXE Células Tronco: A Chave da Regeneração - https://youtu.be/F0VUkRZZ4FQ Afinal, o que são células-tronco? - https://youtu.be/3u7hNYFA6Iw Ex pl or 18 19 Material Complementar Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade: Sites Células-tronco https://goo.gl/QDTx0c Vídeos La Choriocentèse https://youtu.be/aQITPOmI9RM Células-tronco https://youtu.be/rSfKsJcWuB0 Canal Livre debate o Uso das Células-tronco https://youtu.be/wCSrbK_f2Ec Leitura Métodos Contraceptivos e suas Características https://goo.gl/fT5Z5F Conhecimentos Sobre Métodos Contraceptivos https://goo.gl/rRHUfZ Células-tronco: Células da Esperança https://goo.gl/T2VPj8 Células-tronco: Progressos Científicos e o Futuro das Pesquisas https://goo.gl/nHZzYr 19 UNIDADE Diagnósticos Pré-natais, Manipulação da Reprodução Humana e Células-tronco Embrionárias (CTE) Referências ALBERTS, B.; BRAY D.; HOPKIN, k.; JOHNSON, A.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS K.; WALTER, P. 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