A descoberta das células IPS (do inglês induced pluripotent stem-cells) pelo pesquisador japonês Shinya Yamanaka em 2006  abriu enormes perspectivas de pesquisas e possibilidades terapêuticas. Desde então tivemos vários avanços.

No mês de junho teremos o Congresso Internacional de Células-tronco em São Francisco. As células IPS certamente terão um papel de destaque. Para falar sobre isso, entrevistei o doutor Rodrigo Calado, um reconhecido pesquisador brasileiro que está atualmente no NIH (National Institute of Health) nos Estados Unidos. Aliás, torço para que volte logo ao Brasil.

A seguir, cinco perguntas que enviei a ele, com as respostas:

O senhor poderia explicar em uma linguagem simples o que são e como obter as células IPS? Células iPS são células adultas maduras retiradas do nosso corpo ou de um animal e que são reprogramadas para se transformar em uma célula-tronco (CT) pluripotente, ou seja, que tem a capacidade de dar origem a todos os tecidos. O nome em inglês traduzido significa “células pluripotentes induzidas”, ou seja, uma célula já madura e especializada, como por exemplo uma célula da pele, que é induzida a perder sua especialização e voltar a ser uma célula imatura semelhante à célula-tronco encontrada no embrião. É como, por exemplo, induzir uma célula do galho de uma árvore a voltar a ser como a célula da semente que dá origem a toda a árvore. Por conta dessa capacidade “pluripotente”, ou seja, de poder dar origem a qualquer tipo de célula de um dado organismo, desde células da pele, passando por neurônios, músculo, sangue até células do fígado ou do pâncreas, essas células iPS são muito parecidas com as CT embrionárias. Por outro lado, apesar de serem formadas a partir de uma célula madura adulta, elas têm propriedades muito diferentes das CT adultas (que normalmente podem produzir apenas um tipo de célula). Daí o grande interesse nessas células, que podem reproduzir as capacidades de uma CT  embrionária sem necessidade de se utilizar um embrião.

Para nós que trabalhamos com doenças genéticas, a possibilidade de derivar qualquer linhagem celular a partir de uma célula de um paciente poderá permitir pesquisas muito importantes para entender o funcionamento dos genes “doentes” em diferentes tecidos. O senhor poderia falar um pouco da sua pesquisa com células IPS? Eu estudo pacientes que têm anemia aplástica, uma doença em que a CT hematopoética praticamente desaparece e portanto a medula óssea para de produzir as células do sangue, como as hemácias, glóbulos brancos e plaquetas. Em alguns casos, a CT virtualmente desaparece porque as células têm um defeito nos telômeros, que são as extremidades dos cromossomos, e com isso a célula se torna incapaz de se multiplicar adequadamente e dar origem às células do sangue. O que já foi identificado é que quando se deriva células IPS de um paciente com telômeros muito curtos, essas células têm a capacidade de alongar muito os seus próprios telômeros, aumentando portanto a capacidade da célula em se multiplicar. O que estamos investigando agora é como essas células iPS conseguem alongar os seus telômeros para que possamos ativar os mesmos mecanismos na CT hematopoética (que produz o sangue).

O senhor. acredita que as células IPS poderão ser usadas no futuro para terapia celular, isto é serem introduzidas nas pessoas sem riscos? Acredito que as células IPS são uma grande promessa para o tratamento dos pacientes com anemia aplástica no futuro próximo. Como a causa da doença é uma deficiência de células-tronco hematopoéticas na medula óssea, poderemos retirar células da pele, transformá-las em células IPS e depois induzi-las a se transformar em células-tronco da medula, devolvendo assim a capacidade de produzir células sanguíneas. E isso pode ir além. Uma das dificuldades no transplante de medula óssea hoje em dia para doenças como a leucemia é a falta de um doador compatível. Muitos não têm irmãos que sejam compatíveis, precisam procurar um doador no banco internacional de medula ou mesmo em bancos de cordão umbilical para realizar o transplante. Muitos não conseguem encontrar um doador. Porém, hoje já conseguimos com sucesso pegar uma célula da pele e transformá-la em célula IPS, que é pluripotente. Se conseguirmos agora fazer com que a IPS se diferencie única e eficazmente em uma CT da medula, poderemos assim sanar a falta de doadores, porque o doador será o próprio paciente a partir das células da sua pele, que serão então induzidas a produzir células do sangue.

Quando nasceu a ovelha Dolly por clonagem reprodutiva houve um clamor internacional de que iriam usar essa tecnologia (transferência de núcleos) para gerar clones humanos. Por esse motivo a técnica de transferência de núcleos (clonagem terapêutica) foi proibida em muitos países, inclusive no Brasil. Entretanto, no ano passado pesquisadores chineses clonaram um camundongo, Tiny, com células IPS. Apesar desse feito permitir muito mais facilmente que pesquisadores inescrupulosos tentem a clonagem humana, ele não foi muito alardeado. Qual é a sua opinião a respeito? Eu acredito que haja muitos fatores para isso. Primeiro, a opinião pública já está mais acostumada à era das CT, de suas potencialidades no tratamento de doenças e já entende mais como elas funcionam. Por isso, não existe tanto o medo de uma tecnologia desconhecida, quase de ficção científica, como quando aconteceu com a ovelha Dolly. O mesmo temor pela tecnologia alimentou muito o imaginário coletivo na década de 1960 com o começo dos computadores, como foi tão bem ilustrado no filme 2001, de Stanley Kulbrick, ou tantos outros filmes que se seguiram sobre ciborgues e máquinas dominando os homens. Acho que hoje ninguém tem medo de computadores. Um outro fator é que depois de tanto tempo, essa profecia de cientistas “malucos” ou inescrupulosos, como você disse, não se realizou. Não temos notícias, pelo menos sérias, de que alguém, em algum laboratório no mundo, tenha gerado um exército de clones humanos. Acho que por isso, esse temor inicial não exista mais. De qualquer forma, novas tecnologias que podem ser extremamente benéficas para a humanidade podem também ter o seu lado trágico se mal utilizadas. O bisturi de um cirurgião pode ser utilizado para salvar uma vida ou para tirá-la. A anestesia, idem; um anestésico utilizado rotineiramente em milhares de cirurgias todos os dias foi a causa da morte do Michael Jackson. É por isso que temos que ter em mente e dar todas as garantias que as pessoas investigando e desenvolvendo essas novas células trabalharam dentro de todo o rigor e dos limites da ética médica, da bioética e da lei. É a observância contínua desses parâmetros que dão garantia à sociedade e à própria comunidade científica de que essas células serão utilizadas de forma a beneficiar o ser humano.

O senhor acha que as células reprogramadas são realmente iguais as células embrionárias? Não, elas são semelhantes, mas não são iguais. Como essas têm origem diferente, é de se pressupor que não sejam exatamente a mesma coisa. Como eu citei anteriormente, as células IPS têm uma capacidade única de alongar os telômeros, o que não vemos em células embrionárias. Isto pode ser um ponto a mais para essas células no potencial em tratar doenças. Há ainda algumas diferenças no padrão de expressão de determinados genes, mas o seu significado é ainda desconhecido. Na verdade, como essas células são ainda muito recentes, essas diferenças são alvo de constante pesquisa científica neste momento em diversos laboratórios no mundo.

Um dos nossos principais objetivos no Centro de Estudos do Genoma Humano (USP) é realizar pesquisas científicas visando contribuir para o tratamento de doenças neuromusculares. Para isso, achar fontes abundantes de células-tronco (CT) de fácil acesso e com potencial de formar vários tecidos é fundamental. Ainda temos perguntas muito importantes a responder, tais como: qual é a melhor fonte de CT para o tratamento de cada doença? Qual é o potencial que elas têm de formar diferentes tecidos? CT de várias fontes são equivalentes ou, dependendo de sua origem, elas podem formar um tecido melhor do que outro?

Dentre as várias fontes de CT adultas que estão sendo investigadas, como medula óssea, tecido adiposo e polpa dentária, entre outras, o cordão umbilical tem recebido uma atenção especial. O tecido do cordão, diferentemente do sangue, é rico em um tipo especial de CT com potencial de formar músculo, osso, cartilagem e tecido adiposo. São as chamadas CT mesenquimais (CTM). O que descobrimos agora é que as CTM do sangue do cordão são diferentes daquelas encontradas no tecido do cordão. Essa nova pesquisa, desenvolvida no nosso Centro, será publicada na revista Stem Cells Reviews and Reports. Além do interesse para futuras terapias, ela está relacionada a uma questão polêmica: os bancos de cordão umbilical.

CT mesenquimais (CTM)

Uma das grandes dúvidas em relação às CTM é se elas são todas iguais ou se, de acordo com sua origem, elas podem ter um potencial maior para formar um ou outro tecido. Por exemplo, um tipo de célula poderia ser melhor para formar ossos, enquanto outro seria melhor para originar músculos. Se isso for verdade, descobrir a “vocação” de cada uma delas é extremamente importante para futuras terapias.

Já sabemos que o sangue do cordão é rico em CT hematopoéticas, isto é, precursoras de células sanguíneas. Elas têm sido transplantadas com sucesso  em casos de leucemias, anemias e várias doenças hematológicas. Por outro lado, uma outra população de CT, as CTM, que são preciosas porque têm o potencial de formar vários tecidos, é escassa no sangue do cordão. Onde obtê-las?

O tecido do cordão umbilical é rico em CTM

Nosso grupo (em uma pesquisa realizada pelos alunos de doutorado Mariane Secco e Eder Zucconi) já havia mostrado que o tecido do cordão umbilical é muito mais rico em CTM do que o sangue do cordão. Nessa pesquisa, que foi publicada em 2008 (revista Stem Cells), comparamos o tecido do cordão e o sangue do cordão dos mesmos nascituros. Enquanto todos os cordões eram ricos nessas células, elas só apareciam em 10% das amostras de sangue de cordão. Chamamos a atenção dos bancos de cordão sobre a importância desse achado porque a rotina é que eles guardem o sangue e descartem o cordão. O próximo passo era descobrir se…

…as CTM do cordão e do sangue são iguais? Elas têm o mesmo potencial para formar diferentes tecidos?

Quando vimos que havia muito mais CTM no cordão do que no sangue, a primeira pergunta que surgiu foi: será que as do sangue são as mesmas do cordão, só que presentes em menor quantidade? Responder a essa pergunta não foi fácil, porque tivemos de comparar amostras pareadas, isto é: sangue e cordão umbilical do mesmo bebê.

Para isso, Mariane e o Eder tiveram de coletar e processar 65 cordões. Toda vez que nascia um bebê, eles tinham de estar lá para garantir que as amostras fossem coletadas com todo o rigor científico. Em seguida, elas foram comparadas por um método chamado de microarray, que nos permite analisar a expressão de milhares de genes ao mesmo tempo. Para esta análise, contamos com uma colaboração preciosa do Dr. Sergio Verjovski e de seu aluno Yuri Moreira, ambos do Instituto de Química (USP). O esforço valeu a pena e já temos os resultados, que serão publicados em breve. E o que descobrimos?

As células são diferentes

No linguajar científico, dizemos que elas têm um perfil de expressão diferente. Por exemplo, as CT do sangue parecem estar mais relacionadas a formação de ossos ou ao sistema imunológico, enquanto as do cordão se identificam mais com células nervosas, células secretoras e/ou formadoras de vasos sanguíneos. Diante desses resultados, as nossas próximas questões são: será que isso também vai ocorrer quando essas células forem injetadas em organismos vivos? Por exemplo, será que as CTM do tecido do cordão serão mais eficientes no tratamento de doenças neurológicas, já que elas estão mais relacionadas com a formação de neurônios? Como confirmar isso agora?

Qual é o próximo passo?

O próximo passo agora é separar as células e injetá-las em modelos animais com doenças neuromusculares, modelos de Parkinson ou esclerose lateral amiotrófica (ELA) e confirmar se esse mesmo comportamento ocorre “in vivo”, ou seja, no organismo do animal.  Um grupo de animais receberá CT do tecido do cordão e outro, do sangue do cordão, e eles serão comparados quanto à eficiência das CT no tratamento da doença. São pesquisas demoradas, mas as respostas serão fundamentais para direcionar os futuros tratamentos em seres humanos.

E os bancos de cordão, como é que ficam?

Milhares de pessoas estão pagando para guardar o sangue do cordão de seu filho em bancos particulares. Vale a pena? Minha opinião continua a mesma. O sangue de cordão deveria ser armazenado em bancos públicos e não privados. Ele poderia salvar vidas de inúmeras pessoas que sofrem de leucemias, anemias ou outras condições que poderão ser curadas com transplante de CT de cordão umbilical. Mas para aqueles que ainda querem pagar para manter o sangue do cordão de seu bebê em banco particular, minha sugestão é: guarde também o tecido do cordão umbilical.

Nesta semana, a revista Nature publicou mais um avanço espetacular. Um grupo de pesquisadores americanos conseguiu gerar macacos saudáveis usando óvulos de duas doadoras: uma forneceu o DNA nuclear e a outra, as mitocôndrias (as organelas que fornecem energia para as células). A grande notícia é que, se for possível repetir isso em humanos, as mulheres afetadas por doenças mitocondriais poderão gerar descendentes livres da doença. Existem mais de 40 patologias causadas por defeitos nas mitocôndrias, incluindo cegueira, surdez, doenças degenerativas, câncer e diabetes. E o que o macaco tem a ver com isso, vocês devem estar se perguntando…

Recordando: o que são mitocôndrias?

As mitocôndrias são organelas que ficam ao redor do núcleo da célula (no citoplasma) e têm um papel importantíssimo: produzir energia para a célula. Uma outra característica dessas organelas é que elas possuem DNA, o chamado DNA mitocondrial. Ele pouco interfere nas nossas características genéticas, mas mutações nesse DNA são responsáveis por várias doenças que podem ser muito graves. Quanto maior o número de mitocôndrias afetadas, maior o comprometimento clínico.

Doenças mitocondriais são transmitidas de mãe para filho

Este é o grande problema. Se uma mulher for afetada por uma doença mitocondrial, existe um risco muito grande de ela transmitir essa doença para sua prole – que será mais ou menos afetada, dependendo do número de mitocôndrias defeituosas presentes no óvulo herdado da mãe. Já os descendentes de homens afetados não correm esse risco, porque praticamente não existem mitocôndrias nos espermatozoides.

O que o experimento com as macacas tem a ver com isso?

Os pesquisadores americanos mostraram que é possível em macacas substituir as mitocôndrias de um óvulo sem  destruí-lo. Essa técnica é denominada transferência de núcleos (seria como pegar dois pêssegos e colocar o caroço do primeiro no segundo, mantendo suas estruturas intactas). Um óvulo com o núcleo de outro foi fertilizado por um espermatozoide e inserido no útero. Três macacas engravidaram e geraram quatro animais normais. Uma delas teve uma gravidez gemelar: Mito e Tracker. A técnica utilizada requer muita habilidade, mas esses cientistas acabam de demonstrar que isso é  factível. Se for possível repetir o experimento em humanos, mulheres afetadas por doenças mitocondriais poderão gerar filhos livres da doença. É um sonho almejado por todas elas.

Mas lá vêm os eternos opositores…

Já estão dizendo que a criança terá duas mães e um pai. Uma mãe biológica e uma mãe mitocondrial, imagino. Que bobagem. Seria como dizer que quem sofreu um transplante também tem duas mães ou dois pais (de acordo com o sexo do doador). Como serão as crises de identidade futuras? Já estou prevendo aquele rapaz em plena crise de adolescência dizendo à mãe: “Você não manda em mim, quem manda é a minha mãe mitocondrial!”

Na minha opinião, trata-se de mais um avanço espetacular. E você, caro leitor, condenaria o uso dessa técnica em humanos?