CÉLULAS-TRONCO: TIPOS, APLICAÇÕES E ONDE SÃO ENCONTRADAS - NEUROPSICOLOGIA - 2024

As células- tronco são um tipo de célula encontrada naturalmente em todos os seres vivos multicelulares. Eles são caracterizados pela propriedade de se diferenciar em qualquer tipo de célula e se dividir para produzir mais células-tronco.

Este tipo de célula é muito importante desde antes do nascimento, pois poucos dias após a união dos dois gametas começam a se dividir e se multiplicar criando células-tronco que se especializarão e darão origem aos diferentes órgãos e tecidos do corpo do embrião.

Ilustração de célula-tronco

A importância das células-tronco reside em seu incrível potencial para se desenvolver e formar quase qualquer tipo de célula. Essa habilidade pode ser usada para reparar e repor células danificadas ou destruídas.

Atualmente, a aplicação clínica das células-tronco está sendo investigada em várias doenças, como Parkinson, Alzheimer ou algumas condições congênitas. Além disso, já existem produtos à base de células-tronco que começaram a ser usados ​​internacionalmente na medicina ortopédica.

Existem células-tronco em adultos ou apenas em crianças?

As células-tronco ainda existem em indivíduos adultos, embora em menor quantidade e com menor potencial do que na fase embrionária.

Essas células-tronco estão presentes em certas estruturas, como a medula óssea, os músculos e o cérebro; Graças a eles, as células danificadas podem ser substituídas e os órgãos podem continuar a funcionar normalmente.

Que diferenças eles têm com outros tipos de células?

Em geral, pode-se dizer que as células-tronco possuem três propriedades principais que as diferenciam de outras células:

• Eles podem se reproduzir por longos períodos de tempo.
• Eles não são especializados.
• Eles podem se especializar em qualquer tipo de célula.

Essas propriedades os tornam potencialmente benéficos para o tratamento de algumas doenças causadas pelo desgaste ou degeneração de algumas células, como as doenças neurodegenerativas.

Essas incríveis propriedades das células-tronco foram investigadas pela primeira vez há apenas 35 anos, em 1981, quando um grupo de pesquisadores descobriu que era possível extrair células-tronco de um embrião de camundongo.

Somente em 1998, estudos com camundongos puderam ser extrapolados para humanos, quando as primeiras células-tronco foram extraídas de embriões humanos e cultivadas in vitro para estudar sua função e propriedades. Essas células-tronco são chamadas de células-tronco embrionárias.

Em 2006, outro marco na história do estudo das células-tronco ocorreu, um grupo de pesquisadores descobriu como algumas células adultas poderiam ser geneticamente reprogramadas para dar origem a células-tronco que podem se especializar em alguns tipos de células. Este tipo de célula-tronco é denominado célula-tronco pluripotente induzida (iPS).

Embora muito progresso tenha sido feito na pesquisa com células-tronco nesses 35 anos, mais estudos ainda são necessários para melhor entendê-las e poder utilizá-las na criação de novas terapias e no estudo do desenvolvimento normativo humano.

Tipos de células-tronco

As células-tronco podem ser amplamente categorizadas de acordo com seu nível de maturação em células-tronco embrionárias, fetais, adultas induzidas e células-tronco pluripotentes induzidas.

Além disso, nem todas as células-tronco têm o mesmo potencial de se diferenciar em qualquer tipo de célula. Dependendo do tipo de célula em que as células-tronco podem ser diferenciadas, elas podem ser:

Totipotente (ou onipotente)

Mórula, célula totipotente. Fonte: Pidalka44 Eles podem se diferenciar em qualquer tipo de célula. Essas células só podem ser encontradas na mórula (conjunto de células que ocorre após a união dos dois gametas) e, teoricamente, nos embriões, embora ainda não tenha sido possível que as células-tronco embrionárias se desenvolvam e criem todos os tipos de células.

Pluripotente

Colônia de células-tronco embrionárias humanas. Fonte: domínio público

Eles são o próximo passo para as células-tronco totipotentes e podem se diferenciar em quase qualquer tipo de célula. Culturas de células embrionárias e células-tronco induzidas são pluripotentes.

Multipotente

Micrografia confocal de células precursoras neurais positivas para GFP (verde) no bulbo olfatório de rato. Fonte: Oleg Tsupykov Eles podem se diferenciar em uma ampla variedade de células, mas apenas aquelas que pertencem a um grupo de células relacionadas. Por exemplo, as células multipotentes do coração só podem se diferenciar nos tecidos que constituem o coração. Essas células podem ser coletadas de fetos.

Oligopotente

Células dendríticas mieloides imaturas (oligopotentes) Fonte: Josef Neumüller, Sylvia Emanuela Neumüller-Guber, Johannes Huber, Adolf Ellinger e Thomas Wagner Eles podem se diferenciar em vários tipos de células, por exemplo, para formar o mesmo tecido. As células-tronco adultas são oligopotentes.

Unipotente

Tipo de hematócitos de hepatolasts fetais (células-tronco unipotentes). Fonte: Departamento de Histologia, Jagiellonian University Medical College. Eles só podem se diferenciar em um tipo de célula. Essas células-tronco diferem das células adultas normais porque mantêm suas propriedades reprodutivas por um longo período de tempo (antes da diferenciação). Este tipo de células-tronco pode ser encontrado, por exemplo, em alguns músculos.

Célula-tronco embrionária

Células-tronco embrionárias de um camundongo. Fonte: National Science Foundation

As células-tronco embrionárias são extraídas de embriões. A maioria vem de gametas que foram fertilizados in vitro e não de mulheres grávidas naturalmente. Em teoria, são totipotentes, ou seja, podem dar origem a qualquer tipo de células, embora no momento apenas alguns tipos de células possam ser cultivadas em laboratório.

Após a extração das células-tronco, é realizada uma cultura na qual as células e o material nutricional (meio de cultura) são introduzidos em uma placa de laboratório. Em cultura, as células crescem e começam a se dividir criando uma fina camada que se estende por toda a superfície da placa.

Células-tronco fetais

Célula-tronco fetal. Fonte: Teixeira, J., Rueda, BR, e Pru, JK, Uterine Stem cells (30 de setembro de 2008), StemBook, ed. The Stem Cell Research Community, StemBook, doi / 10.3824 / stembook.1.16.1, As células-tronco fetais são obtidas de fetos (a partir da 10ª semana de gestação). Essas células podem ser encontradas na maioria dos tecidos do feto.

Essas células-tronco são multipotentes, ou seja, podem se diferenciar em alguns tipos de células que se relacionam, por exemplo, em vários tecidos semelhantes para formar o mesmo órgão.

Células-tronco adultas

Micrografia de uma célula-tronco adulta mostrando características ultraestruturais típicas. Fonte: Robert M. Hunt, Creative Commons Attribution

Em alguns tecidos adultos, como pele, músculos, intestino e medula óssea, existem células-tronco adultas que podem proliferar e se diferenciar em células do mesmo tecido para substituir células mortas ou danificadas, portanto, são oligopoentes. As células-tronco adultas também podem ser encontradas no sangue do cordão umbilical.

Por exemplo, na medula óssea existem células-tronco do sangue que amadurecem em células sanguíneas maduras (glóbulos vermelhos, glóbulos brancos ou plaquetas).

A pesquisa com esses tipos de células está bem avançada e os transplantes de células-tronco adultas da medula óssea ou do sangue do cordão umbilical estão sendo realizados para tratar doenças do sangue, como síndromes mielodisplásicas e mieloproliferativas.

O potencial terapêutico de outras células-tronco adultas, como as células mesenquimais, que produzem células de osso, cartilagem e gordura, estão atualmente sendo investigados para tratar doenças como a artrite.

Células-tronco pluripotentes induzidas

Células-tronco pluripotentes induzidas. Fonte: Laboratório Gepstein

As células-tronco pluripotentes induzidas (iPS) já são células adultas especializadas (por exemplo, da pele) que foram geneticamente reprogramadas in vitro para ter as propriedades das células-tronco embrionárias.

Para reprogramar células adultas, elas são retiradas de adultos e cultivadas em uma placa, onde vírus criados em laboratório com genes específicos são inseridos para se integrar às células e modificar sua informação genética.

Embora as células iPS e as células embrionárias compartilhem muitas características, elas não são inteiramente iguais, essas diferenças estão sendo investigadas, assim como novos procedimentos para criar iPS.

Embora mais pesquisas sejam necessárias, as células iPS já estão sendo usadas para testar o efeito de alguns medicamentos que estão em testes clínicos e devem ser úteis para transplantes em um futuro próximo.

Os transplantes de células IPS não são realizados atualmente porque alguns estudos em animais resultaram em formações cancerosas, possivelmente devido à técnica usada para reprogramar as células.

Culturas de células-tronco

Blastocisto, internamente contém células-tronco. Fonte: Gnzlndrs

As culturas de células-tronco não são 100% eficazes, às vezes as células não crescem ou se dividem. Mas, quando a cultura for eficaz, grupos de células-tronco são coletados e novas populações são criadas, que continuarão se dividindo e começarão a se diferenciar. As células-tronco podem ser congeladas e armazenadas em qualquer ponto do processo.

Durante o cultivo, as células-tronco podem se agrupar espontaneamente e se especializar em qualquer tipo de tecido (muscular, nervoso…). O fato de serem capazes de se especializar é um sinal de que as células são mantidas em boas condições, mas idealmente o processo de especialização é controlado por pesquisadores para criar populações de células específicas.

Para controlar a diferenciação das células-tronco embrionárias, os pesquisadores modulam a composição química do meio de cultura, do quadrado, ou das próprias células inserindo genes específicos nele.

Por meio de vários estudos, protocolos foram criados indicando quais parâmetros devem ser modificados e como fazê-lo para criar culturas de células específicas.

No momento, os transplantes de células-tronco embrionárias não são realizados em humanos porque, em alguns estudos com animais, observou-se que eles podem levar ao desenvolvimento de cânceres. Ainda a pesquisa está em andamento e eles são uma grande promessa para tratamentos futuros.

Tratamentos com células-tronco

Atualmente, o uso clínico mais estudado e praticado das células-tronco é o transplante de células-tronco do sangue (hematopoiéticas) da medula óssea ou cordão umbilical. Eles são usados ​​para tratar problemas de sangue e do sistema imunológico, bem como para renovar células danificadas após tratamento de quimioterapia ou radioterapia.

Todos os anos, mais de 26.000 pessoas são tratadas na Europa com um transplante de células-tronco hemetapoiéticas todos os anos. As doenças que atualmente podem ser tratadas com um transplante são:

Leucemias e linfomas

• Leucemia mielóide aguda.
• Leucemia linfoblástica aguda.
• Leucemia mielóide crônica.
• Leucemia linfoblástica crônica.
• Leucemia mielomonocítica juvenil.
• Linfoma de Hodgkin.
• Linfoma não-Hodgkin.

Doenças relacionadas à medula óssea

• Anemia aplástica severa.
• Fanconi anemia.
• Hemoglobinúria paroxística noturna.
• Aplasia pura de glóbulos vermelhos.
• Trombocitopenia congênita / amegacariocitose.
• Síndrome mieloproliferativa e mielodisplásica.
• Mieloma múltiplo.

Doenças hereditárias do sistema imunológico

• Imunodeficiência combinada grave.
• Síndrome de Wiskott-Aldrich.

Hemoglobinopatias (doenças dos glóbulos vermelhos)

• Beta talassemia major.
• Anemia falciforme

Doenças metabólicas hereditárias

• Doença de Krabbe.
• Síndrome de Hurler.
• Adrenoleucodistrofia.
• Leucodistrofia metacromática.

Outros aplicativos

Outra aplicação dos transplantes de células-tronco são os enxertos de pele. Esta aplicação é talvez a mais antiga desde que foi usada antes de realmente entender como as células-tronco funcionavam.

Os enxertos de pele geralmente são feitos apenas em casos extremos, quando a pessoa tem grandes áreas de pele danificadas, por exemplo, em uma queimadura grave.

O primeiro enxerto de pele foi realizado em 1970 e desde então a técnica vem se aprimorando, embora ainda haja um longo caminho a percorrer, já que atualmente a pele enxertada não consegue desenvolver folículos capilares ou glândulas sudoríparas.

Holoclar

A mais recente aplicação de células-tronco aprovada na Europa foi o Holoclar, um tratamento para reparar os danos que a córnea pode ter sofrido, sejam eles feridas ou queimaduras.

O procedimento consiste em extrair uma pequena porção das células límbicas em bom estado, responsáveis ​​por reparar a córnea, e cultivá-las em laboratório até formarem uma fina camada córnea que pode ser transplantada para o olho do paciente.

Regeneração de tecido

Outras possíveis aplicações das células-tronco estão sendo investigadas em ensaios clínicos. As principais aplicações encontradas na investigação são a regeneração de tecidos e órgãos, o tratamento de lesões, o tratamento de doenças cardiovasculares e o tratamento de doenças cerebrais.

O uso de células-tronco para regeneração de tecidos e órgãos talvez seja sua aplicação mais estudada. Se órgãos ou tecidos são criados a partir de células-tronco, podem ser transplantados para pessoas que deles precisam, de fato, o primeiro rim com células-tronco já foi criado e os resultados são promissores.

Doenças cardiovasculares

Os resultados das pesquisas sobre o uso de células-tronco no tratamento de doenças cardiovasculares também são muito animadores.

Em 2013, um grupo de pesquisadores do Massachusetts General Hospital (Estados Unidos) criou vasos sanguíneos a partir de partes de células-tronco humanas que foram implantadas em camundongos e funcionaram corretamente. Atualmente a pesquisa está em andamento e eles estão tentando aplicá-la com segurança em humanos.

Doenças cerebrais

O uso de células-tronco para o tratamento de doenças cerebrais como Parkinson ou Alzheimer está sendo estudado usando células-tronco embrionárias por seu potencial de diferenciação. Os resultados parecem promissores, embora os estudos ainda estejam em um estágio muito inicial.

O estudo das células-tronco não é feito apenas para tratar doenças, elas também são estudadas para entender o desenvolvimento normal das células saudáveis ​​e entender melhor alguns processos, como divisão e diferenciação celular.

Referências

1. De Luca, M. (1 de setembro de 2015). Que doenças e condições podem ser tratadas com células-tronco? Obtido na EuroStemCell.
2. Sociedade Internacional para Pesquisa em Células-Tronco, ISSCR. (sf). Tipos de células-tronco. Retirado em 20 de junho de 2016, de A Closer Look At Stem Cells.
3. Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovação Produtiva da República Argentina. (sf). Retirado em 20 de junho de 2016, em incucai.
4. Instituto Nacional de Saúde. (5 de março de 2015). Informações sobre células-tronco. Obtido do National Institutes of Health.
5. Schöler, HR (2007). O potencial das células-tronco: um inventário. Em N. Knoepffler, D. Schipanski, & SL Sorgner, Humanbiotechnology as Social Challenge (p. 28). Publicação Ashgate.
6. Sobre células-tronco. (sf). Tratamentos com células-tronco. Retirado em 20 de junho de 2016, em sobrecélulasmadre.com.
7. Termos de uso Política de privacidade EEO / Affirmative Action Employer. (sf). Doenças tratáveis ​​por transplantes. Retirado em 20 de junho de 2016, em Be the match.