Aula 12 - As células-tronco
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Aula 12 - As células-tronco

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respostas imunológicas.

Como são incapazes de reconhecer e rejeitar enxertos de

células derivadas de outros organismos, são muito utilizados

no estudo de tumores em geral. Imagem retirada do site:

www.com.msu.edu/carcino/mouse.html

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Biologia Celular II | As células-tronco

O QUE É LIF?

Além de aminoácidos,
glicídios e lipídeos,
as células dependem
de vários peptídeos
sinalizadores do
meio extracelular
para permanecerem
saudáveis –
são os fatores,
de crescimento,
de diferenciação
e outros. Várias
dessas moléculas
já são conhecidas,
e sua importância
para a célula já está
determinada. O LIF
(fator inibidor da
leucemia), mencionado
no texto, é uma
dessas moléculas.
Caso ele deixe de ser
produzido, por algum
motivo, o indivíduo
desenvolverá leucemia,
o que mostra que, para
que nossas células se
mantenham saudáveis,
é preciso que elas
sejam constantemente
guiadas em seu
comportamento por
esses sinais externos.
A ação conjunta e
coordenada do LIF
e dos demais fatores
garante a manutenção
e renovação saudável
dos diversos tipos
celulares que compõem
um organismo.

Esse experimento comprovou que a proliferação de células

embrionárias e sua diferenciação no que se tornará um organismo são

um fenômeno complexo. Em contrapartida, células da massa central do

blastocisto dissociadas podem ser mantidas em cultura, proliferando-

se sem se diferenciar, desde que seja adicionado ao meio de cultivo LIF,

ou fator inibidor de leucemia (veja observação na lateral). Na ausência desse

fator, essas células se agregam espontaneamente, dando origem a massas

semelhantes aos teratomas que se desenvolvem nos camundongos nude.

Durante o desenvolvimento, a intercomunicação celular resulta

na geração e transmissão de sinais específi cos de cada célula com suas

vizinhas, determinando o comportamento subseqüente destas (Aula 13 de

Biologia Celular I). Dentre os milhares de sinais que a célula pode receber

do meio ambiente, quais são aqueles que encaminham as células-tronco

embrionárias a seguir uma determinada via de diferenciação? Já existem

estudos mostrando serem necessários vários fatores de diferenciação

atuando no tempo e na seqüência corretas para que determinado

tipo celular se diferencie a partir de células pluripotentes. Só para

você ter idéia da complexidade do sistema, mais de 2.000 fatores de

crescimento já foram identifi cados. Apesar da enorme complexidade desse

processo, já é possível, em laboratório, induzir a diferenciação de uma

cultura de células-tronco embrionárias em certos tipos celulares. Questões

éticas relacionadas à utilização de embriões impedem que essas técnicas

de terapia celular sejam aplicadas na cura, por exemplo, de diabetes do

tipo I. A idéia de reparar corações enfartados, articulações atacadas pela

artrose e pâncreas inutilizados pela diabetes (Figura 12.3) com células-

tronco começou a ser uma realidade a partir de uma outra descoberta:

células indiferenciadas persistem no indivíduo após o nascimento e o

acompanham durante toda a vida adulta.

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Figura 12.3: Resumo das etapas do cultivo de células-tronco embrionárias. Embora a metodologia de obtenção

e manutenção de clones de células-tronco já esteja dominada, a indução de diferenciação e real transferência

dessas células para pessoas ainda está em fase experimental. Em princípio, a adição de fatores de diferenciação

específi cos levará à diferenciação das colônias de células-tronco embrionárias em virtualmente qualquer tipo

celular (adaptado de Scientifi c American, 1999. Roger Pedersen).

Transferência
das células para
tecidos lesados

Adição de fatores
de diferenciação
específi cos

Fatores de
diferenciação

Colônias de
células-tronco

Células musculares
cardíacas

Células pancreáticas

Cartilagem e tendões

Dispersão das células
em novas colônias

Novas colônias
formadas

Desagregação das
células

Remoção da camada
externa de células

Placa de cultura
de células

Blastocisto Massa interna
de células

Massa interna
de células

Camada de
células suporte

Blastocisto em cultura

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É impossível falar em manipulação de embriões, transplante de

células e zigotos sem que venham à lembrança as experiências com a

clonagem de animais, como a ovelha Dolly (veja o boxe). Muito se tem

aprendido sobre o comportamento de células-tronco embrionárias e do

adulto com esse tipo de procedimento em animais.

QUIESCENTE

Equivale ao período
G0, quando a célula
sai da seqüência G1-
S-G2-M.

TELÔMERO

Extremidade do
cromossoma na
qual o DNA possui
uma seqüência
característica que é
replicada de forma
diferente.

Dolly. Por que essa ovelha fi cou tão famosa?

Em 1997 nasceu a ovelha Dolly. Ela fi cou mundialmente

conhecida por ter sido o primeiro mamífero clonado. Como

assim? O código genético (DNA nuclear) de Dolly era idêntico

ao das células somáticas de outra ovelha. O processo consistiu

em retirar o núcleo de uma célula da glândula mamária de uma

ovelha e inseri-lo num óvulo cujo núcleo havia sido previamente

removido. Após a passagem de uma corrente elétrica, o núcleo

daquela célula mamária passou a se comportar como se fosse o

núcleo de um zigoto, dividindo-se e dando origem, sucessivamente,

à mórula e ao blastocisto. Esse embrião foi implantado no útero

de uma ovelha “de aluguel” e de seu desenvolvimento nasceu

Dolly (Figura 12.4).

Dolly foi o primeiro sucesso. Antes dela, centenas

de tentativas de clonagem fracassaram. A cada fracasso, os

pesquisadores aprendiam um pouco mais. Por exemplo, apenas

células que estivessem na fase QUIESCENTE do ciclo celular podiam

ser utilizadas na clonagem. Para isso, as células retiradas da ovelha

foram cultivadas com uma quantidade de nutrientes que impedia

sua entrada em G1 (reveja a Aula 1 de Biologia Celular II).

Apesar do sucesso do experimento, Dolly viveu apenas 6

anos. Foi sacrifi cada por haver começado a desenvolver várias

doenças degenerativas (artrose, por exemplo), típicas de ovelhas

velhas. O que aconteceu com Dolly, e que talvez tenha representado

a maior lição aprendida com a sua criação, é que a célula cujo

núcleo foi utilizado para gerá-la já havia se dividido diversas

vezes durante a vida da ovelha-mãe (doadora do núcleo). Ocorre

que, após cada divisão celular, os TELÔMEROS dos cromossomos

fi cam um pouco mais curtos, o que, acredita-se, seja um sinal do

envelhecimento celular. Assim, Dolly geneticamente tinha a idade

de sua mãe mais sua própria idade.

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Figura 12.4: A ovelha Dolly foi produzida a partir de um processo de clonagem pioneiro.

Isso serviu de alerta para os pesquisadores, mostrando-lhes que,

apesar da aparência jovem, o envelhecimento de um clone é precoce.

Transposto para a manipulação de embriões, isso signifi ca que realizar

um experimento com embriões para regenerar células pancreáticas

de um diabético, por exemplo, gerará células com a mesma idade

biológica do indivíduo doador. Isso dá o que pensar, não dá?

 Doadora
 do ovócito

Ovócito

Remoção do
núcleo

Ovócito
enucleado

“nova célula”
(embrião)

Ovelha onde foi
implantado o embrião
(“mãe de aluguel”)

Dolly

Núcleo do
doador

Injeção do
núcleo doado

Ovelha doadora de célula
somática de onde foi retirado
o núcleo (mãe biológica)

Doadora
do núcleo

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EXISTEM CÉLULAS-TRONCO EM ORGANISMOS ADULTOS?

Apesar do grande potencial que as técnicas de clonagem associadas

à manipulação de células-tronco embrionárias podem trazer, os entraves

éticos para esse tipo de procedimento são do mesmo porte de sua

complexidade científi ca. Afortunadamente, os blastocistos não são a

única fonte de obtenção de células-tronco.

Após o nascimento, a diversidade celular já se encontra bastante

defi nida. Mesmo