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Células-tronco de cordão umbilical: novas descobertas

quinta-feira, 22 de outubro de 2009 | 22:19

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.

Por Mayana Zatz

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Diferenciação celular

quinta-feira, 20 de agosto de 2009 | 19:24

espermatozoide
Sou leitora assídua de seus artigos e gostaria de saber como se dá a diferenciação celular.

(Paula)

Essa pergunta  tem sido objeto de muitas pesquisas. Existe um interesse enorme em entender o processo da diferenciação celular, mas muita coisa ainda é um mistério.

No início a ordem é: crescei e multiplicai-vos. Em seguida é: diferenciai-vos. Recordando: todos nós começamos a partir de um óvulo fecundado por um espermatozoide. Essa primeira célula começa a se dividir em duas, quatro, oito e assim por diante. Até a fase de oito células elas são chamadas de células-tronco totipotentes.

Qualquer uma delas tem o potencial, se colocada em útero, de formar um ser completo. Quando o embrião tem cerca de 100 células (o blastocisto- aproximadamente cinco dias após a fecundação) ocorre a primeira diferenciação: as células que ficam na parte externa se diferenciam e tornam-se responsáveis pela formação dos anexos embrionários, enquanto a massa interna é constituída de células-tronco pluripotentes. Elas têm o potencial de formar todos os tecidos, mas não mais um ser completo.

Células que vão originar vários tecidos

Qual é o comando que as células recebem para saber se vão ser células de fígado, osso, músculo ou sangue? Isso ainda é um grande mistério. O que sabemos é que, conforme o embrião vai crescendo, as células começam a se diferenciar nos vários tecidos: muscular, nervoso, ósseo, sanguíneo, adiposo etc… Como a célula sabe que o destino dela é ser músculo e não osso ? É o que queremos entender…. O que sabemos é que uma vez diferenciada, todas as células-filha têm as mesmas características. Assim, células de fígado só originarão células hepáticas, células sanguíneas originarão células produtora de sangue e assim por diante. Dizemos que essas células estão diferenciadas de modo terminal.  Durante esse processo alguns genes são silenciados e outros permanecem ativos e isso é específico para cada tecido. Descobrir que genes estão ativos ou silenciados em cada tecido têm sido objeto de muita pesquisa.

Dolly e Tiny

A grande revolução gerada pela clonagem da ovelha Dolly foi demonstrar pela primeira vez que  uma célula já diferenciada de um mamífero poderia ser reprogramada e voltar a ter o potencial de uma célula-tronco embrionária pluripotente, formar qualquer tecido.  Mais recentemente isto também foi conseguido com células IPS. Pesquisas mostraram que essa tecnologia permite que células adultas, voltem ao estágio de CTE com o potencial de se diferenciar em qualquer tecido. E no mês passado, pesquisadores chineses apresentaram ao mundo Tiny, o primeiro camundongo clonado com essa técnica. É a prova definitiva que pelo menos em camundongo as células IPS são iguais as embrionárias.

Vantagens e desvantagens das diferentes células-tronco

Recordando, existem células-tronco embrionárias (CTE) e células-tronco adultas (CTA). As embrionárias podem ser obtidas de embriões que sobram nas clínicas de fertilização ou através da reprogramação celular (as técnicas que geraram Dolly e Tiny). As adultas estão presentes em vários tecidos: medula óssea, cordão umbilical, adiposo, polpa dentária, sangue menstrual entre outros. A vantagem das embrionárias é que elas podem formar qualquer tecido, mas são muito mais difíceis de controlar no laboratório. São mais  “desobedientes” e muitas vezes se diferenciam espontaneamente em um tipo de célula (neurônio, muscular, ósseo etc..) sem pedir licença. Já as  CTA, são mais obedientes, conseguimos domá-las melhor. Mas são mais limitadas: só conseguem formar alguns tecidos.

Como diferenciar as células-tronco no laboratório?

Essa é uma pergunta frequente. As células são cultivadas em meios de cultura (uma sopa de nutrientes para as células) que contém substâncias específicas para a diferenciação que queremos, por exemplo, célula muscular. Esses meios de cultura são patenteados e ninguém sabe ao certo o que eles contêm. São segredos guardados a sete chaves, mais ou menos como a fórmula da Coca-Cola.

No laboratório testamos diferentes métodos e protocolos até chegar ao resultado esperado. O grande desafio é conseguirmos controlar esse processo de modo que não haja “escape”.  Somente depois poderemos injetar células em pacientes sem o risco de que elas se diferenciam em um tecido diferente do que queremos.

Por Mayana Zatz

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