Células Tronco

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS CENTRO DE BIOTECNOLOGIA GRADUAÇÃO EM BIOTECNOLOGIA DISCIPLINA DE BIOLOGIA CELULAR CÉLULAS TRONCO Bruno Martinelli, Elisa Fortes, Felipe Vianna, Ingrid Aguiar, Rafael Kucharski e Thaís Oliveira CONCEITO conceito São células não-especializadas com grande potencial de multiplicação, capazes de fazer divisões assimétricas, mantendo o pool de células-tronco e originando diferentes tipos celulares. HISTÓRICO historico 1839 – Bases da Teoria Celular (Theodor Schwann) 1914 - Hans Spermann conduz experiências de transferência nuclear em salamandras 1981 - CTE descritas pela primeira vez (em camundongos) 1994 - CTE humana isolada pela primeira vez. 1996 – Nascimento da Dolly 1998 - Desenvolvimento de métodos para cultivo de CTE humanas. 1998 - 1ª linhagem de CTE nos Estados Unidos. 1999 - Demonstração da pluripotencialidade das CT. 2000 - Liberação de CT humanas para experimentos (Inglaterra). 2004 - Nova Lei de Biossegurança. 2004 - 1º transplante de MO com cordão umbilical coletado. 2008 - Controle do processo de diferenciação. 2008 - Criação da 1ª linhagem de CTE brasileiras. IDENTIFICAÇÃO Como são identificadas - Marcadores de superfície - Microscopia óptica - Citometria de fluxo QUANTO A NATUREZA Classificação subdivisões onde são encontradas - CT ADULTAS: - Regeneração de tecidos ou órgãos lesados - Terapia celular + Terapia Gênica - Evitam rejeição imunológica - Tecido-específicas - CT EMBRIONÁRIAS: - Pluripotentes - Alta capacidade proliferativa - Manipulação genética in vitro QUANTO A POTENCIALIDADE -TOTIPOTENTES: Célula-ovo ou célula híbrida por transferência de núcleo somático. - PLURIPOTENTES: Células-tronco embrionárias. -MULTIPOTENTES: Células tecido-específicas. OBTENÇÃO Mecanismos de ação -CLONAGEM TERAPÊUTICA: Obtenção de células pluripotentes. • Diferenciação, transdiferenciação, fusão, desdiferenciação, senescência -CORPO HUMANO: - Capacidade de diferenciação limitada; Células sanguíneas do cordão umbilical; Tecidos adultos; Células maduras reprogramadas; Células germinativas. - ÓRGÃOS DE FETOS ABORTADOS: -EMBRIÕES DESCARTADOS OU CONGELADOS: Clínicas de reprodução assistida. MECANISMOS DE AÇÃO hematopoiéticas - DIFERENCIAÇÃO: Morfógenos: Memória celular para o fenótipo determinado. Podem estar ligados à superfície celular ou à MEC. - Fibronectina - Proteoglicanos Controle da diferenciação: - Transcrição do gene - Processamento do transcrito primário - Modificações pós-transcricionais - Modificações pós-traducionais Morfógeno Função no desenvolvimento embrionário TGF-β Interações epitélio-mesenquima Vg 1 Diferenciação do mesoderma dorsal Wnt/int 1/Wingless Diferenciação do áxis corporal e segmentar BMP Diferenciação mesodérmica e óssea Activina Diferenciação do mesoderma FGF Diferenciação do mesoderma ventral e posterior KGF Diferenciação mesodérmica e muscular Int 2 Diferenciação mesodérmica e muscular NF - kB Diferenciação do eixo dorso-ventral Nogina Diferenciação do mesoderma dorsal DI Diferenciação do eixo dorso-ventral *Raramente há um único morfógeno atuando. - TRANSDIFERENCIAÇÃO: Manifestação da plasticidade das células-tronco. - Regeneração do cristalino de tritões a partir de células da íris. - FUSÃO: Mecanismo de regeneração que resulta na hibridização de células somáticas. Uma a cada 100 mil células-tronco parece se fundir às células do tecido na qual estão inseridas. -EFEITO PARÁCRINO: - Regeneração de órgãos lesados a partir de fatores de estimulação liberados pelas células-tronco; - Formação de vasos sanguíneos, como em células cancerígenas; - Potencial terapêutico incerto. CT HEMATOPOIÉTICAS mesenquimais - Tempo de vida relativamente curto - Multiplicidade de tipos celulares: linhagem linfóide e mielóide. - Grande dispersão no organismo - Regulação da hematopoese - Sangue periférico, medula óssea e sangue de cordão umbilical - Cultivo in vitro: purificação e clonagem de proteínas reguladoras - Curiosidades CT MESENQUIMAIS Pra que são utilizadas? -0,001% a 0,01% de todas as células nucleadas medulares; - Alta capacidade de aderência ao plástico, de proliferação e de regeneração; -Capacidade de enxertamento em múltiplos tecidos; - Terapia celular autóloga, de Arnold Caplan (1991); -Encontradas na medula óssea, sangue de cordão umbilical, tecido adiposo, fígado e pâncreas fetais, polpa dentária e paredes de artérias; -Formam o estroma da MO e produzem moléculas da MEC; - Denominadas células formadoras de colônias fibroblásticas; - Regulação da hematopoese; - Alta plasticidade, formando colônias irregulares; - Testes para utilização no tratamento de várias doenças. Células-tronco mesenquimais em cultura no laboratório Células-tronco mesenquimais originárias do tecido adiposo -Capazes de se propagarem por mais de 15 divisões sem senescência. VANTAGENS curiosidades - TERAPIA CELULAR: Células Tronco Autólogas: Obtidas do paciente. Células Tronco Alogênicas: Doador geneticamente compatível. CT de cordão umbilical são utilizadas na reconstituição hematopoiética, substituindo o transplante de medula óssea. - A conjugação de terapia celular com terapia gênica deve acelerar o surgimento de estratégias terapêuticas baseadas no uso de CT para a regeneração de tecidos. - CLONAGEM REPRODUTIVA: FATORES NEGATIVOS - DESINFORMAÇÃO E ILUSÃO DO GRANDE PÚBLICO: “O modo como o assunto foi tratado pela mídia criou uma ilusão nas pessoas que sofrem de problemas sérios...” “Ainda tem gente imaginando que daqui a dois ou três meses poderá entrar numa fila, para ser voluntário num estudo. E que daqui a um ano, o cego voltará a enxergar e o paraplégico tornará a andar. Não é assim, vamos precisar de algum tempo para saber como e em que situações poderemos empregar a terapia da célula-tronco”. “...diariamente, conta um especialista da USP, o Hemocentro recebe e-mails e telefonemas de pessoas querendo se oferecer como “cobaias” para eventuais pesquisas.” - TELÔMEROS: • O segredo da super longevidade, de acordo com os avanços científicos na área da genômica, poderá estar nas estruturas de DNA não codificante presentes nas partes terminais dos cromossomos, os telômeros. (TTAGGG) • Essas estruturas são responsáveis pela preservação e proteção dos cromossomos e fundamentais no processo de réplica de cada célula do nosso organismo. A cada divisão celular os telômeros encolhem progressivamente até o chamado Limite de Hayflick, quando a célula alcança a velhice replicativa e passa a eliminar ou silenciar genes próximos aos telômeros não mais sendo capaz de dividir-se corretamente. - TELOMERASE: • A telomerase é uma enzima classificada como transcriptase reversa, possuindo em sua estrutura um modelo em RNA o qual utiliza para sintetizar o DNA telomérico. • Segundo vários estudos in vitro ela possui a capacidade de estabilizar o comprimento dos telômeros, fazendo com que a célula conserve indefinidamente sua capacidade de duplicação. • Porém a telomerase possui um lado obscuro para o qual o biomédico Robert Weinberg nos chama à atenção ao afirmar "Grande! Boa maneira de se produzir o câncer!". … E AS CÉLULAS-TRONCO? - Cientistas têm certeza que o bom estado dos telômeros permite o funcionamento eficaz das células-tronco. - Estão cada vez mais certos que relação Câncer X Telomerase - Pesquisas em células epiteliais: * Cientistas constataram que, quando estas células apresentam cromossomos com telômeros muito curtos, a pele e os pêlos não se regeneram adequadamente, resultado: ENVELHECIMENTO PRECOCE * Quando a telomerase está presente em excesso nas células, o que ocorre em cerca de 90% dos tumores, as células-tronco epiteliais regeneram os tecidos com rapidez demasiada, o que aumenta a suscetibilidade à formação de tumores. - Na origem do tumor algumas células do tecido diferenciado se “desdiferenciaram” formando uma célula primitiva semelhante a uma CT - As células tumorais sempre foram CT, que passaram por mutações as quais lhes concederam características cancerosas. - CÂNCER DE MAMA: - Estudos preliminares mostraram que variantes das Células-tronco tiradas da medula óssea de pacientes adultos propiciam o desenvolvimento e a metástase do câncer de mama... Células-tronco mesenquimais podem estimular a produção de CCL5 em células tumorais da mama. - Variante das células tirada da medula óssea tem ligação com espalhamento de tumor... Dados sugerem que é melhor não usá-las em quem teve esse tipo de câncer... - TERATOMAS: - Tumor que pode ser benigno ou maligno criado por células totipotentes que se diferenciam em diferentes tipos de tecido dentro do indivíduo. - Maior ocorrência nos testículos e ovários, ou em crianças na região sacrocígea. - QUESTÃO ÉTICA: CURIOSIDADES OBRIGADO!