Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
VIDEO-AULAS: MIT OpenCourseWare https://www.youtube.com/watch?v=62FdhX-zS2Y&t=974s&ab_channel=MITOpenCourseWare Stem Cells; Hazel Sive https://www.youtube.com/watch?v=EJ6Sjn1c04Y&t=7s&ab_channel=MITOpenCourseWare Stem Cells, Apoptosis, & Tissue Homeostasis; Adam Martin REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA ADICIONAL: Stem cells by Stewart Sell. https://www.bjcancer.org/Sites_OldFiles/_Library/UserFiles/pdf/stem_cell_handbook.pdf Stem Cells, Classifications and their Clinical Applications; Amira Ragab EL Barky, Ehab Mostafa Mohamed Ali and Tarek Mostafa Mohamed As células-tronco têm características únicas e são células não especializadas que podem se reproduzir continuamente por meio da divisão celular assimétrica. Existem diferentes tipos de células-tronco que dependem de sua originalidade e de sua potência. A terapia celular é uma forma emergente de tratamento para várias doenças. As células-tronco geram um interesse incrível relacionado ao reparo de tecidos e órgãos defeituosos. Elas parecem representar uma futura ferramenta poderosa na medicina regenerativa. https://www.youtube.com/channel/UCEBb1b_L6zDS3xTUrIALZOw https://www.youtube.com/watch?v=62FdhX-zS2Y&t=974s&ab_channel=MITOpenCourseWare https://www.youtube.com/watch?v=EJ6Sjn1c04Y&t=7s&ab_channel=MITOpenCourseWare https://www.bjcancer.org/Sites_OldFiles/_Library/UserFiles/pdf/stem_cell_handbook.pdf A diferenciação celular constitui um processo biológico complexo e vital, uma vez que regula a expressão de um grande número de genes ligados a funções tecido-específicas e controla a proliferação celular. O processo de diferenciação compreende diversas etapas programadas geneticamente. Dentre elas, destacam-se: a proliferação de células progenitoras ou células-tronco (stem cells), que respondem a estímulo mitogênico; a ativação e/ou repressão de inúmeros genes; a expressão de proteínas de determinadas linhagens, que mediam funções biológicas específicas; a repressão progressiva da capacidade de responder a fatores mitogênicos; e por fim, a diferenciação terminal completa, associada à perda irreversível do potencial proliferativo. A carcinogênese, por sua vez, é caracterizada pela produção de clones de células com alterações genéticas e epigenéticas, comumente associadas com a expressão e função anormais de proto-oncogenes e/ou antioncogenes, que resultam, sobretudo, em perda do controle sobre a diferenciação e proliferação celulares. Estes clones exibem propriedades típicas de células que não sofreram diferenciação terminal completa, ou seja, mantêm a imortalidade e capacidade de responder a estímulo proliferativo. Segundo esta perspectiva, considera-se o câncer uma doença de diferenciação. SCOTT, R.E. Differentiation, differentiation / gene therapy and cancer. Pharmacol Ther 1997; 73: 51-65. DIFERENCIAÇÃO CELULAR: IMPORTÂNCIA NA HEPATOCARCINOGÊNESE E PAPEL MODULADOR DO ß-CAROTENO Cellular Differentiation: Importance in Hepatocarcinogenesis and Modulator Role of ß-Carotene Maria Margareth Veloso Naves e Fernando Salvador Moreno A transdiferenciação ocasiona a perca da especificação de uma dada célula, podendo ser induzida a se especificar e se diferenciar em outro tipo celular, a desdiferenciação ocorre quando há o retorno do grau de diferenciação de uma célula, podendo retornar ao ponto da célula se encontrar totalmente indiferenciada, reiniciando seu processo de diferenciação, ambas possibilitam corrigir alterações de genes expressos. A transdiferenciação consiste na perda da especificação de uma determinada célula, que basicamente perde sua especificidade ou seu estado diferenciado, levando à produção de células que vão se dividir e atuar como progenitoras. Já na desdiferenciação as células recebem alguns genes que codificam fatores de transcrição que teriam o potencial de transformar células adultas em células tronco pluripotentes induzidas (iPS); essas células recebem a inserção de um vírus composto por quatro fatores, Oct3/4, Sox2, c-Myc, e Klf4, via transdução, responsáveis pela reprogramação do código genético da célula, esses fatores são inseridos no DNA da célula adulta e reprogramam o código genético para que ela volte a ser uma célula tronco embrionária com autorenovação, podendo se diferenciar em outro tipo de célula com uma nova função. Essas técnicas poderão ser muito usadas para a reparação de tecidos lesionados. (EISENSTEIN, 2016) (TAKAHASHI; YAMANAKA, 2007). Faculdade de Ciências da Educação e Saúde – Graduação em Biomedicina; Karine Caldeira do Nascimento Barbosa; Transdiferenciação e desdiferenciação celular Originam todas as células embrionárias e extraembrionárias (Embriologia Humana: Trofoblasto e Embrioblasto) São encontradas no interior da blástula (blastocistos). Habilidade de originar as células dos três folhetos embrionários (ectoderma, endoderma e mesoderma) – Qualquer célula que componha qualquer tecido do organismo. Exceto: Anexos embrionários Existem muitas diferenças sendo reconhecidas entre tipos de células-tronco pluripotentes, principalmente, em relação à morfologia, ao perfil de expressão gênica e requisitos de fatores de crescimento Têm a capacidade de se regenerar e de se diferenciar nos vários tipos celulares que compõe os tecidos de onde foram retiradas. São encontradas em vários locais do corpo como cordão umbilical, medula óssea, sangue, fígado, intestino, pele, placenta, e líquido amniótico. As células-tronco mesenquimais ou células estromais mesenquimal (MSCs) são células precursoras (medula óssea) – condrócitos, osteócitos, adipócitos e tenócitos. Grande potencial de uso na regeneração de tecidos e órgãos lesados, e também a sua capacidade de modular a resposta imunológica. Capacidade das células progenitoras se diferenciarem em diferentes tipos de células dentro de uma única linhagem. Células-tronco linfóides e mielóides. Capacidade de se diferenciar em somente um tipo de célula. Células-tronco da membrana basal dérmica CLASSIFICAÇÃO E FONTES DE TRONCO CÉLULAS As células-tronco podem ser classificadas de acordo com sua origem em quatro tipos amplos; embrionárias, fetais, infantis e adultas. 1) Células-tronco embrionárias (ESCs) 1.1. Células-tronco embrionárias: as células-tronco embrionárias são pluripotentes, células de auto-renovação que podem ser derivadas de camundongos ou blastocistos humanos, sendo retiradas dos estágios iniciais do desenvolvimento embrionário entre 4-5 dias após a fertilização. Elas podem ser armazenadas em cultura como linhas celulares não diferenciadas e podem ser estimuladas para se diferenciar em qualquer linha celular. Elas podem se diferenciar em endoderme, mesoderme e camadas germinativas embrionárias de ectoderma, e também qualquer tipo de células somáticas, detendo, portanto, uma grande capacidade em terapia de regeneração de tecidos. 1.2. Células-tronco germinativas embrionárias: células germinativas embrionárias são retiradas dos estágios posteriores de células em desenvolvimento embrionário e são derivadas de células germinativas primordiais (PGCs) durante o desenvolvimento precoce, sendo isoladas, principalmente, do tecido fetal. As células derivadas de PGC são pluripotentes, embora, não tenha sido possível demonstrar pluripotência durante a formação de teratomas em camundongos. 1.3. Células-tronco fetais: as células-tronco fetais são tipos de células primárias encontradas em órgãos fetais. Elas são capazes de se diferenciar em dois tipos de células- tronco: células-tronco pluripotentes e células-tronco hematopoiéticas. As células-tronco da crista neural, células-tronco hematopoiéticas fetais e pancreáticas células das ilhotas foram isoladas nos fetos. As células-tronco fetais humanas têm sido usadas em crianças e adultos que sofrem de algumas das doenças mais devastadoras da humanidade. 2.Células-troncoinfantil 2.1. Células-tronco do cordão umbilical: o sangue do cordão umbilical contém células-tronco prevalentes que diferem daquelas da medula óssea e sangue periférico adulto. As células-tronco do cordão umbilical demonstraram serem multipotentes, pois são capazes de se diferenciar em neurônios e células hepáticas. 2.2. Geleia de Wharton: geleia de Wharton, que é a matriz do cordão umbilical, é considerada uma fonte de células-tronco mesenquimais. Essas células expressam marcadores de células-tronco típicos, podendo ser propagadas e induzidas a se diferenciarem in vitro em neurônios. 3. Célula-tronco adulta Células-tronco adultas são quaisquer células-tronco retiradas de tecido maduro; elas são encontradas nos tecidos de uma criança totalmente desenvolvida (embrião inteiro) ou no adulto e só pode produzir um número limitado de tipos de células. Elas têm potencial limitado em comparação com as células-tronco embrionárias e fetais devido a seu estágio de desenvolvimento. Elas desempenham um papel vital na reparação e regeneração dos tecidos e são referidas à sua origem no tecido. A medula óssea é uma abundante fonte de células-tronco adultas. 3.1. Células-tronco mesenquimais: células-tronco mesenquimais (MSCs) são uma população diferente de células com potencial para se diferenciar em várias linhagens somáticas. Elas foram inicialmente descritas como células aderentes com uma aparência semelhante a fibroblasto que pode se diferenciar em osteócitos, condrócitos, adipócitos, tenócitos e miócitos. As MSCs podem ser isoladas da medula óssea e são discretas das células-tronco hematopoiéticas devido à sua aderência plástica. Elas são usadas em engenharia de tecidos e medicina regenerativa e são caracterizadas por longos períodos de armazenamento, sem grandes perdas de sua potência. 3.2. Células-tronco hematopoiéticas: as células-tronco hematopoiéticas são células que tem potencial de auto-renovação e a capacidade de dar origem a células diferenciadas de todas as linhagens hematopoiéticas. Portanto, elas podem ser transplantadas para a cura completa de distúrbios hematológicos e após quimioterapia em altas doses contra doenças malignas. 3.3. Células-tronco neurais: as células-tronco neurais são multipotentes e ainda células de autorreplicação, sendo estabelecidas em microambientes moleculares especializados de células no cérebro de mamíferos adultos. Elas podem exibir o papel potencial na terapia celular do cérebro. 3.4. Células-tronco gastrointestinais: As células-tronco do sistema gastrointestinal trato residem em um “nicho” nas criptas intestinais e glândulas gástricas. O mecanismo e a direção da difusão deste clone convertido na mucosa gastrointestinal são calorosamente disputados, e o centro desse caso é a posição e a natureza das células-tronco gastrointestinais. 3.5. Células-tronco epidérmicas: A epiderme dos mamíferos é um tecido rejuvenescedor que consiste em três tipos de queratinócitos com potencial de diferenciação variável: células-tronco epidérmicas, células amplificadas transitoriamente (células TA) e células terminalmente diferenciadas. As células-tronco epidérmicas têm poder de auto-rrenovação gratuito. Elas estabelecem-se na camada basal e são notáveis em manter a homeostase e a regeneração celular da pele, remediar a cicatrização de feridas e a formação de neoplasias. As células TA, progênie de células-tronco epidérmica, sofrem diferenciação terminal após 3-5 divisões. Após a divisão, as células TA deixam a camada basal e se movem através do camadas suprabasais até a superfície do tecido, depositando-se como escamas. 3.6. Células-tronco hepáticas: O fígado tem uma forte capacidade regenerativa, de forma que utiliza diferentes modos de regeneração de acordo com o tipo e extensão da lesão. As células maduras do fígado podem se propagar para substituir o tecido danificado permitindo, assim, a recuperação da função parenquimatosa. A lesão hepática crônica dá origem a um compartimento potencial de células-tronco que está localizado nos menores ramos da árvore biliar intra-hepática ativados, que é chamado de reação ductular celular oval. Essas células ovais são derivadas do canal de Hering, o que amplifica essas populações biliares anteriores a essas células de se diferenciam em hepatócitos. No fígado humano, a organização da árvore biliar é diferente, em que o canal de Hering se estendendo até o terço próximo do lóbulo e assim, aparentemente exige uma mudança de nome de células ovais para células hepáticas progenitoras. 3.7. Células-tronco pancreáticas: células produtoras de insulina que anteriormente era gerada a partir de células-tronco pluripotentes. A geração destas células fornece uma nova fonte de células para a descoberta de drogas e terapia de transplante em pessoas que sofrem de diabetes. A renovação de células beta produtoras de insulina ocorre a cada 40- 50 dias por processos de apoptose e além de possibilitar a propagação e a diferenciação de novas células de ilhotas de células epiteliais progenitoras, que estão localizadas nos dutos pancreáticos. ARTIGO APROFUNDAMENTO: http://www.cbra.org.br/portal/downloads/publicacoes/rbra/v42/n3-4/p114-119%20(RB746).pdf FONTE: Potencial de diferenciação de células-tronco pluripotentes induzidas; R&D Systems https://www.rndsystems.com/resources/articles/differentiation-potential-induced- pluripotent-stem-cells As células somáticas que foram reprogramadas para um estado pluripotente, conhecidas como células-tronco pluripotentes induzidas (iPS), geram grande entusiasmo devido à sua capacidade de funcionar como células-tronco embrionárias (ES). Ao contrário das células ES, as células iPS são mais facilmente obtidas para terapia e pesquisa, e seu isolamento não traz as mesmas preocupações éticas. As células iPS humanas podem ser uma fonte ideal para terapia específica do paciente, uma vez que podem ser derivadas dos próprios pacientes. Além disso, as células iPS podem servir como ferramentas de pesquisa úteis, fornecendo: 1) modelos de doenças http://www.cbra.org.br/portal/downloads/publicacoes/rbra/v42/n3-4/p114-119%20(RB746).pdf https://www.rndsystems.com/resources/articles/differentiation-potential-induced-pluripotent-stem-cells https://www.rndsystems.com/resources/articles/differentiation-potential-induced-pluripotent-stem-cells humanas para usar na triagem de novos medicamentos ou para estudar mecanismos de patogênese e toxicologia, e 2) modelos de desenvolvimento normal para usar na triagem de teratógenos potenciais ou para compreensão da reparação e regeneração de tecidos. As células iPS foram geradas pela primeira vez por Takahashi e Yamanaka usando fibroblastos de camundongo que foram transduzidos com quatro fatores de transcrição: Oct-3/4, SOX2, c-Myc e KLF4, em condições de cultura de células ES. Essas células exibem a morfologia, crescimento, expressão do marcador e pluripotência das células ES. Outras pesquisas demonstraram a capacidade de gerar células-tronco pluripotentes humanas a partir de fibroblastos adultos. Curiosamente, há alguma flexibilidade na qual os fatores de transcrição podem ser usados para reprogramar as células. Enquanto um relatório usou os mesmos quatro fatores de transcrição que Takahashi e Yamanaka usaram em camundongos, outro estudo usou Oct-4, SOX2, Nanog e LIN-28 para reprogramar células somáticas humanas. As células iPS parecem exibir muitas das mesmas características externas das células ES, incluindo morfologia, proliferação, estado epigenético e pluripotência. No entanto, a análise de matriz de expressão sugere que existem diferenças nas assinaturas de expressão gênica entre os tipos de células. Como essas diferenças podem afetar as células iPS fenotipicamente é um questão de pesquisas em andamento. Differentiation Potential of Induced Pluripotent Stem Cells; Figure adapted from Amabile,G. & A. Meissner (2009) Trends Mol. Med Células-tronco pluripotentes induzidas de camundongos Recentemente, pesquisadores criaram camundongos a partir de células iPS. A taxa de sucesso para implantação de embriões resultando em camundongos viáveis foi de apenas um dígito baixo, e vários camundongos derivados de iPS exibiram anormalidades físicas. No entanto, alguns sobreviveram até a idade adulta e produziram descendentes viáveis. Em células humanas, os pesquisadores demonstraram a capacidade e eficácia das células iPS para se diferenciar em uma variedade de tipos de células. Usando quatro linhas de células iPS humanas diferentes, Taura et al. foram capazes de mostrar um potencial adipogênico comparável às células ES humanas. Essas células iPS exibiram acúmulo de lipídios e expressão de marcadores de adipogênese, incluindo C / EBP alfa, PPAR gama, leptina e FABP4. A pesquisa de outro grupo mostrou que as células iPS podem ser usadas para gerar progenitores hematopoiéticos CD34+ CD43+ e células endoteliais CD31+ CD43- sob condições semelhantes às usadas para células ES. Essas células humanas derivadas de iPS podem ser posteriormente separadas em subconjuntos fenotipicamente definidos de células hematopoiéticas primitivas em um padrão de diferenciação semelhante ao das células ES. As linhas de células iPS humanas também foram induzidas a se diferenciar em células pancreáticas produtoras de insulina. Após a primeira geração de células progenitoras positivas para PDX-1, as células iPS humanas foram ainda diferenciadas em células pancreáticas que expressam MafA, Glut2, insulina e, em alguns casos, amilase e Peptídeo C. Cardiomiócitos funcionais que demonstram organização sarcômero e expressam marcadores cardíacos, incluindo Nkx2.5, troponina T cardíaca, fator natriurético atrial e cadeias pesadas e leves de miosina, também eram derivados de células iPS humanas e eram indistinguíveis daqueles gerados a partir de células ES. que, como as células ES, as células iPS se diferenciam em fenótipos nodais, atriais e ventriculares e respondem à via de sinalização beta-adrenérgica dos cardiomiócitos canônicos. Ambas as células ES e iPS humanas foram eficientemente convertidas em células neurais usando dois inibidores de sinalização de TGF-beta / Smad, Noggin e a droga SB431542. A ação sinérgica desses dois inibidores resultou em células neurais primitivas Pax6+ que poderiam então ser diferenciadas em a crista neural, SNC anterior, neurônios motores somáticos e neurônios dopaminérgicos. Esses exemplos de células iPS se diferenciando em vários tipos de células somáticas abrem caminho para a geração de células pluripotentes específicas do paciente que podem ser usadas para pesquisa e terapia. A pesquisa de doenças, o desenvolvimento de medicamentos e a terapia do paciente serão muito melhorados pela capacidade de recapitular a diferenciação e formação de tecidos normais e patológicos in vitro, que as células iPS fornecem mais prontamente do que as células ES. Projeto: Lygia Veiga Pereira, do Instituto de Biociências (IB-USP) coordenou a pesquisa publicada no Scientific Reports – Nature; Projeto ELSA (Estudo Longitudinal da Saúde do Adulto) do Ministério da Saúde Visando obter material biológico que melhor refletisse a diversidade da população brasileira — conhecida por ser plural e cheia de misturas — um grupo de cientistas da USP conseguiu criar 18 novas linhagens de células-tronco; o genoma dessas ‘novas’ células corresponde mais fielmente à miscigenação da população brasileira. Essas novas linhagens de células-tronco foram criadas através de um procedimento altamente sofisticado que produz células pluripotentes induzidas; esse método é conhecido como iPS (sigla em inglês para induced pluripotent stem cells). Nesse procedimento, células já adultas são induzidas a regredir ao estado de embrionárias. Já na condição de embrionárias pluripotentes, essas células possuem a capacidade de se diferenciar e se transformar em células que constituem praticamente todos os tecidos do corpo. Hoje, para verificar sua eficácia e toxicidade, remédios e fármacos são testados em animais como camundongos, por exemplo. No entanto, a fisiologia animal difere da fisiologia humana. Então, os pesquisadores tiveram a ideia de testar os medicamentos diretamente nos tecidos humanos derivados de células embrionárias. No entanto, a maior dificuldade encontrada pela equipe do IB foi a descendência europeia presente no genoma de 95% das células embrionárias às quais os cientistas tinham acesso, ou seja, esse genoma não representa a diversidade da população brasileira. Os embriões são provenientes de clínicas particulares de inseminação artificial, consequentemente o genoma dessas células torna-se restrito a uma camada específica da sociedade, no caso branca e de descendência europeia. “A nossa hipótese é: esses embriões vêm de clínicas privadas de fertilização in vitro, e não é a população brasileira toda que tem acesso a essas clínicas”, apontou uma provável causa da restrição do genoma das células de embriões. Para solucionar o problema da diversidade, a professora Lygia Veiga Pereira recorreu ao projeto ELSA (Estudo Longitudinal da Saúde do Adulto) do Ministério da Saúde. O programa acompanha a saúde de cerca de 15 mil brasileiros, fazendo, a cada dois anos, exames clínicos e entrevistas a fim de observar a incidência de doenças crônicas. O Hospital Universitário (HU) é um dos centros do ELSA. O grupo do IB fez uma parceria com o projeto ELSA e passou a coletar sangue de participantes do HU. Através do procedimento iPS, a professora Lydia e sua equipe conseguiram reprogramar as células sanguíneas, induzindo essas células adultas a regredirem ao estado de embrionárias para se tornar células-tronco pluripotentes. “Então, a partir dessas células-tronco pluripotentes induzidas, a gente também consegue fazer células do fígado, neurônio, coração”, esclareceu. O grupo coletou o sangue de cerca de dois mil pacientes do ELSA e já reprogramou as células de quase 30 deles. Os cientistas escolheram aleatoriamente 18 amostragens de células-tronco pluripotentes induzidas para analisar o genoma e notaram que elas possuem uma mistura do genoma índio, europeu e africano correspondendo mais fielmente à realidade da miscigenação brasileira. “Agora a gente pode fazer essa biblioteca de células que representem a população brasileira. Para testes in vitro de toxicidade ou validade de drogas, temos a população brasileira para testar”, ressaltou Lygia. Na década de 90, houve importantes avanços nas pesquisas com terapia celular com o objetivo de tratamento de doenças hereditárias, autoimunes e outras patologias com baixas perspectivas terapêuticas. Nessas patologias as estratégias de terapia celular estiveram restritas à utilização de células hematopoiéticas voltadas ao tratamento de doenças hematológicas e oncohematológicas (DEL CARLO, 2008). No século XXI, com a utilização de novos conhecimentos a respeito da utilidade das células- tronco e com os novos estudos científicos, a transdiferenciação e a desdiferenciação dessas células passaram a ter emprego considerado na terapia celular. A possibilidade de tratamento com células- tronco conquistou notoriedade devido ao seu grande potencial terapêutico, porém as novas técnicas de transdiferenciação e desdiferenciação celulares poderão substituí-la ou atualizá-la (EMERICK, 2011). Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research; Volume 1843, Issue 11, November 2014, P. 2611-2619; A pluripotência induzida permite a diferenciação de células de carcinoma embrionário nulipotente humano N2102Ep ARTIGO: Stem Cell: Basics, Classification and Applications K. Kalra and P.C. Tomar (ARRUMAR) Existe uma série de terapias com células-tronco, mas a maioria está em estágios experimentaiscom a notável exceção de transplante de medula óssea. Os pesquisadores médicos antecipam que células-tronco adultas e embrionárias, em breve, serão capazes de tratar câncer, diabetes mellitus tipo 1, doença de Parkinson, doença de Huntington, doença celíaca, insuficiência cardíaca, músculo danos e distúrbios neurológicos, e muitos outros. Eles sugeriram que antes que a terapêutica com células-tronco possa ser aplicada no ambiente clínico, mais pesquisas são necessárias para entender o comportamento das células- tronco após o transplante, bem como os mecanismos de interação das células-tronco com o microambiente lesado. Os transplantes de medula óssea (TMO) são uma aplicação clínica bem conhecida de transplante de células-tronco. O TMO pode repovoar a medula e restaurar todas as células que constituem o sangue após altas doses de quimioterapia e radioterapia, nossa principal defesa usada para eliminar endógenos células cancerosas. O isolamento da haste adicional às células progenitoras é desenvolvido por muitos outros formulários clínicos. Substituição de pele O conhecimento das células-tronco possibilitou que cientistas desenvolvessem pele a parte do cabelo arrancado de um paciente. As células-tronco da pele (queratinócitos) residem no folículo piloso e podem ser removidas quando um fio de cabelo é arrancado. Essas células podem ser cultivadas para formar um equivalente epidérmico da própria pele dos pacientes e fornece tecidos para um enxerto autólogo, contornando o problema de rejeição. Transplante de células cerebrais As células-tronco podem fornecer dopamina – um produto químico em falta em vítimas de Parkinson. A doença de Parkinson envolve a perda de células que produzir o neurotransmissor dopamina. O primeiro estudo duplo-cego transplantar em células fetais em relação à doença de Parkinson relatou sobrevivência e liberação de dopamina do células transplantadas e uma funcional melhora dos sintomas clínicos. No entanto, alguns pacientes desenvolveram efeitos colaterais, o que sugeriu que havia ainda uma sensibilização para ou um excesso de dopamina. Embora os efeitos colaterais indesejados não fossem antecipados, o sucesso da experiência em o nível celular é significativo. Tratamento para diabetes O diabetes afeta milhões de pessoas em todo o mundo e é causado pelo metabolismo anormal da insulina. Normalmente, a insulina é produzida e secretada por estruturas celulares chamadas ilhotas de Langherans no pâncreas. Recentemente, a expressão de insulina por células de células-tronco de camundongo foi gerada. Além disso, as células se reúnem para formar estruturas, que estreitamente assemelham-se a ilhotas pancreáticas normais produtoras de insulina. Pesquisas futuras precisarão investigar como otimizar as condições para produção de insulina com o objetivo de fornecer uma terapia baseada em células-tronco para tratar diabetes para substituir a necessidade constante de injeções de insulina. APROFUNDAMENTO: Stem Cells, Classifications and their Clinical Applications; Amira Ragab EL Barky, Ehab Mostafa Mohamed Ali and Tarek Mostafa Mohamed. https://www.scireslit.com/Pharmacology/AJPT-ID11.pdf LEITURA BASE: Function of stem cells and their future roles in healthcare; International Journal of Pharmacy and Technology https://www.researchgate.net/publication/285120846_Function_of_stem_cells_and_their_futur e_roles_in_healthcare https://www.scireslit.com/Pharmacology/AJPT-ID11.pdf https://www.researchgate.net/publication/285120846_Function_of_stem_cells_and_their_future_roles_in_healthcare https://www.researchgate.net/publication/285120846_Function_of_stem_cells_and_their_future_roles_in_healthcare ARTIGOS ABORDADOS ARTIGO 1: Differentiation of Induced Pluripotent Stem Cells towards Mesenchymal Stromal Cells is Hampered by Culture in 3D Hydrogels https://www.nature.com/articles/s41598-019-51911-5 A diferenciação dirigida de células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs) em direção a linhagens específicas continua sendo um grande desafio na medicina regenerativa, embora haja uma percepção crescente de que esse processo pode ser influenciado pelo ambiente tridimensional. Neste estudo, investigamos se as iPSCs podem se diferenciar em relação às células estromais mesenquimais (MSCs) quando incorporadas em hidrogéis de fibrina para permitir um procedimento de diferenciação de uma etapa dentro de um andaime. A diferenciação de iPSCs em plasma tratado com poliestireno ou em cima de hidrogéis de fibrina resultou em um fenótipo semelhante ao MSC típico. Em contraste, as iPSCs incorporadas ao gel de fibrina deram origem a células muito menores com padrões de crescimento heterogêneos, ausência de fibronectina, expressão tênue de CD73 e CD105 e potencial de diferenciação reduzido para linhagem osteogênica e adipogênica. A análise transcriptômica demonstrou que genes característicos para MSCs e matriz extracelular foram regulados positivamente em substratos planos, enquanto os genes de desenvolvimento neural foram regulados positivamente em cultura 3D. Além disso, a cultura 3D teve efeitos importantes sobre os perfis de metilação do DNA, particularmente dentro de genes para o desenvolvimento neuronal e cardiovascular, enquanto não havia evidências de maturação epigenética para MSCs. Em conjunto, as iPSCs podem ser diferenciadas em relação às MSCs em plasma tratado com poliestireno ou em um hidrogel de fibrina plano. Em contraste, o processo de diferenciação foi heterogêneo e não direcionado para MSCs quando iPSCs foram incorporados ao hidrogel. https://www.nature.com/articles/s41598-019-51911-5 A diferenciação de iPSCs em substratos planos e dentro de hidrogel. (a) Apresentação esquemática da diferenciação de iPSCs em plasma tratado com poliestireno, em um gel de fibrina ou dentro de um gel de fibrina. (b) Imagens de contraste de fase no curso da diferenciação. Após 21 dias, as células em substratos planos mostraram morfologia semelhante a MSC, enquanto as colônias dentro do hidrogel aumentaram com padrões de crescimento heterogêneos. (c) A proliferação de três linhas diferenciadas de iPSC foi estimada com um DNA de referência não metilado. Os resultados foram validados para pontos de tempo selecionados por contagem direta de células em uma câmara de contagem (indicada em cinza). O desvio padrão foi calculado a partir das três linhas iPSC independentes. ARTIGO 2 (EPIGENÉTICA) https://www.scielo.br/pdf/ramb/v63n2/0104-4230-ramb-63-02-0180.pdf Células-tronco de pluripotência induzida: papel da epigenética na reprogramação e sua aplicabilidade clínica. As células-tronco de pluripotência induzida (CTPI) ou do inglês induced pluripotent stem cells (iPSCs) são células somáticas reprogramadas para o estado embrionário por meio da expressão de fatores ectópicos de transcrição específicos, tornando-as um alvo promissor para a medicina regenerativa. Apesar das CTPI compartilharem características embrionárias, como pluripotência e capacidade de autorrenovação, elas possuem uma baixa eficiência de reprogramação, sendo a memória epigenética uma das principais barreiras nesse processo. A epigenética é caracterizada por alterações reversíveis e herdáveis no genoma funcional que não alteram a sequência de nucleotídeos do DNA. Dentre as diferentes modificações epigenéticas, destacam-se metilação de DNA, alterações em histonas e microRNA. Atualmente, sabe-se que o processo de reprogramação efetivo das CTPI envolve um completo remodelamento da memória epigenética somática existente, seguido pelo estabelecimento de uma “assinatura epigenética” que esteja de acordo com o novo tipo de célula a ser diferenciada. Modificações epigenéticas personalizadas são capazes de melhorar o rendimento e a efetividade das CTPI geradas, abrindo uma nova perspectiva para a terapia celular. Nesta revisão reunimos as principais informações sobreos fatores epigenéticos que afetam a reprogramação das CTPI, bem como seus benefícios na aplicação da terapia celular. Fatores epigenéticos e eficiência da reprogramação iPSC. A expressão ectópica de fatores de Yamanaka, Oct4, Sox2, Klf4 e c-Myc (OSKM) são capazes de levar à desmetilação do DNA e reprogramação de células somáticas. A. O uso de Tet1 (DNA hidroxilase) e de 5-azacitidina (um inibidor da enzima DNA metiltransferase) melhora a eficiência da reprogramação de células iPSC. B. O uso de ácido valpróico (VPA), BIX-01294 e vitamina C favorece a reprogramação através da inibição da histona desacetilase (HDAC), histona metiltransferase (G9a) e ativação das desmetilases Kdm3 / Kdm4, respectivamente. C. miRNAs 302-367, 290-295, 135b são capazes de aumentar a eficiência da reprogramação, promovendo a progressão do ciclo celular. miR Let-7 inibe o ciclo celular e miR-34 inibe a tradução de p53, diminuindo a eficiência da reprogramação. https://www.scielo.br/pdf/ramb/v63n2/0104-4230-ramb-63-02-0180.pdf ARTIGO 3: CÉLULAS MESENQUIMAIS E BENEFÍCIOS IMUNOLÓGICOS E TERAPÊUTICOS Mesenchymal Stem Cells: Immunology and Therapeutic Benefits Najib El Haddad Transplantation Research Center, Brigham & Women’s Hospital, Harvard Medical School USA. https://pdfs.semanticscholar.org/8d6f/e48477584e18246335bc0c8da73a92cf9d35.pdf?_ga=2.21 8156443.360739697.1618277760-1996282951.1618277760 https://pdfs.semanticscholar.org/8d6f/e48477584e18246335bc0c8da73a92cf9d35.pdf?_ga=2.218156443.360739697.1618277760-1996282951.1618277760 https://pdfs.semanticscholar.org/8d6f/e48477584e18246335bc0c8da73a92cf9d35.pdf?_ga=2.218156443.360739697.1618277760-1996282951.1618277760 ARTIGO 4: PLURIPOTÊNCIA INDUZIDA EM CÉLULAS NULIPOTENTES RELACIONADAS AO CARCINOMA EMBRIONÁRIO Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research; Volume 1843, Issue 11, November 2014, Pages 2611-2619; Induced pluripotency enables differentiation of human nullipotent embryonal carcinoma cells N2102Ep https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S0167488914002900?token=CBCB98F96A7AC4F5C7C 21A40B2DE0F59D0F4EBB7E44BEA0F88E4861981578B5971B4B4C25FC7C2AB06D36883AF2B186 4&originRegion=us-east-1&originCreation=20210414120535 As células do carcinoma embrionário (CE), que são consideradas contrapartes malignas das células-tronco embrionárias, compreendem o componente de células-tronco pluripotentes dos teratocarcinomas, uma forma de tumores de células germinativas testiculares (GCTs). No entanto, muitas linhas de células EC humanas estabelecidas são nulipotentes com capacidade limitada ou nenhuma capacidade de se diferenciar em circunstâncias normais. Neste estudo, testamos se uma superexpressão dos fatores de reprogramação de Yamanaka OCT4, SOX2, c-MYC e KLF4 pode permitir a diferenciação das células EC nulipotentes humanas N2102Ep. Usando células N2102Ep diferenciadas por knockdown OCT4, fomos capazes de derivar linhas de células N2102Ep reprogramadas. A pluripotência induzida de N2102Ep permitiu que as células se diferenciassem em direção à linhagem neural por ácido retinóico; a expressão de SSEA3 e SSEA4 foi regulada negativamente, enquanto a dos marcadores de superfície neural foi regulada positivamente. Consistente com a regulação positiva dos marcadores de superfície neural, a expressão do fator de transcrição neuroectodérmico mestre PAX6 também foi induzida no N2102Ep reprogramado. Em seguida, investigamos se PAX6 pode induzir a diferenciação espontânea de células-tronco nulipotentes N2102Ep. No entanto, embora uma expressão ectópica de PAX6 promova a diferenciação de NTERA2, ela induz a morte celular em N2102Ep. No entanto, descobrimos que após a indução do ácido retinóico, as células N2102Ep reprogramadas formam uma morfologia neuronal madura semelhante às células-tronco pluripotentes diferenciadas NTERA2, conforme determinado pela expressão de TUJ1, que está ausente nas células parentais N2102Ep. Ao todo, concluímos que o estado nulipotente das células EC humanas pode ser reprogramado para adquirir um estado mais relaxado de potencial de diferenciação pelos fatores de Yamanaka. https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S0167488914002900?token=CBCB98F96A7AC4F5C7C21A40B2DE0F59D0F4EBB7E44BEA0F88E4861981578B5971B4B4C25FC7C2AB06D36883AF2B1864&originRegion=us-east-1&originCreation=20210414120535 https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S0167488914002900?token=CBCB98F96A7AC4F5C7C21A40B2DE0F59D0F4EBB7E44BEA0F88E4861981578B5971B4B4C25FC7C2AB06D36883AF2B1864&originRegion=us-east-1&originCreation=20210414120535 https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S0167488914002900?token=CBCB98F96A7AC4F5C7C21A40B2DE0F59D0F4EBB7E44BEA0F88E4861981578B5971B4B4C25FC7C2AB06D36883AF2B1864&originRegion=us-east-1&originCreation=20210414120535
Compartilhar