avanÇos e limitaÇÕes das pesquisas com cÉlulas-tronco (ct) roberta lopes da silva trois, msc...
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AVANÇOS E LIMITAÇÕES DAS PESQUISAS COM
CÉLULAS-TRONCO (CT)
Roberta Lopes da Silva Trois, MSCJacqueline da C. E. Piccoli, bióloga, MSC, PhD
O QUE É CÉLULA-TRONCO?
se diferenciar e constituir diferentes tecidos no organismo
Auto-replicação
Tipo especial de célula capaz de:
PROPRIEDADES DE UMA CÉLULA-TRONCO
Propriedade ilimitada de auto-conservação
Enzima telomerase ativa - que torna as células capazes de se dividir indefinidamente, sem morrer após 50 divisões como ocorre com outrascélulas diferenciadas
Capazes de produzir células progenitoras de transição
Produzem células que darão origem a tecidos específicos: nervoso, sangüíneo, muscular, etc.
COMO AS CÉLULAS-TRONCO SÃO CLASSIFICADAS?
• Totipotentes ou embrionárias – Conseguem se diferenciar em
todos 216 tecidos humanos (inclusive placenta e anexos
embrionários)
• Pluripotentes ou multipotentes – Conseguem se diferenciar em
todos tecidos, exceto placenta e anexos embrionários
• Oligopotentes – Diferenciam-se em poucos tecidos
• Unipotentes – Diferenciam-se em um único tecido
Desenvolvimento Humano
Célula-tronco EmbrionáriaTotipotente
Célula-tronco EmbrionáriaPluripotente Célula-tronco
Embrionária(Células germinais
primordiais)
Pluripotente
CT do tecido fetal
Pluripotente
CT do cordão umbilical e/ou placenta
Pluripotente
Célula-tronco Adulto
PluripotenteCT de
carcinoma embrional
Pluripotente
Teratocarcinoma
Célula ovo
embrião
embrião c/ 3 dias
embrião c/ 5-7 dias
embrião c/ 4 semanas
embrião c/ 6 semanas
Recém-
nascido Adulto
CÉLULAS-TRONCO
QUAIS AS FUNÇÕES NATURAIS DE UMA CÉLULA-TRONCO NO ORGANISMO?
“Curingas” no reparo de uma lesão
Células-tronco da medula óssea: regeneração das células
sangüíneas
DE ONDE VÊM AS CÉLULAS TRONCO?
Células tronco embrionárias
Possuem totipotência (embrião de 3-4 dias) e pluripotência (blastocisto – 5º dia)
Células tronco adultas
Constituída por células progenitorasde tecidos específicos (oligo e unipotentes)
CÉLULAS TRONCOEMBRIONÁRIAS OU EMBRIÔNICAS
DESENVOLVIMENTO PRÉ- EMBRIONÁRIO INICIAL
1º Dia
Fertilização
2-6º dias
Clivagem Final da Clivagem
Útero
Blastocisto
MCI
Massa Celular Internaou
Embrioblasto
Formada por célulastotipotentes com
capacidade de formartodos os tipos de
células que existemno ser humano
Ectoderme
Mesoderme
Endodermetodos tipos de tecidos
CÉLULAS-TRONCO EMBRIONÁRIAS
CÉLULAS TRONCO EMBRIONÁRIAS
Proveniência Blastocistos obtidos a partir defertilização in vitro
Embriões/fetos abortados
Originam todo tipo de tecidos (pluripotentes)
Clonagem (SCNT)
PREPARAÇÃO DE CÉLULAS TRONCOVIA EMBRIÕES HUMANOS
1) Produção/utilização de embriões humanos
excedentes da fertilização in vitro
2) Desenvolvimento dos embriões até a fase de
blastocisto
3) Separação do MCI do restante do embrião
(morte)
4) Cultura das células do embrioblastos
5) Formação de sub-culturas onde são
colocadas substâncias específicas que induzem
a formação de linhagens celulares
6) Manutenção indefinida das CTs e linhagens
tronco
APESAR DA PROPRIEDADE DE AUTO-CONSERVAÇÃO
Fase inicial da pesquisa
Necessidade de uma grande quantidadede embriões
Woo Suk Hwang e col,
Universidade Nacional de Seul (fev. 2004)
Criaram, pela primeira vez, CT embrionárias a partir de um embrião humano clonado, que chegou até o
estágio de blastocisto
TRANSFERÊNCIA NUCLEAR DE CÉLULAS SOMÁTICAS (SCNT)
Mesma técnica que gerou a Dolly
2n
A equipe de Hwang utilizou 242 óvulos doados por 16
mulheres
Foram testados diferentes tipos de técnicas e
condições de cultivo in vitro para obtenção dos
blastocistos
Mesmo assim, conseguiram obter uma única linhagem
(e os pesquisadores não estão seguros sobre qual dos
métodos foi responsável pelo sucesso)
LIMITAÇÕES DAS CÉLULAS-TRONCO OBTIDAS ATRAVÉS DA SCNT
Dificuldade na obtenção dos blastocistos para retirada das CT.
Produziriam mutações que poderiam predispor a câncer ou envelhecimento?
Como seria a “saúde” dessas células? Afinal, são grandes os números de deformidade e são altas as taxas de mortalidade nesses estudos.
PARTENOGÊNESE
ÓVULO NÃO FERTILIZADO É INDUZIDO A INICIAR A DIVISÃO CELULAR
n
Óvulo não fecundado
INDUZIDO A DIVIDIR
MITOSES
Pseudo-embriões ou partenotas
cultura
Dividido em sub-culturas para obtenção das diferentes linhagens
de CT
Pseudo-embriões ou partenotas são mais fáceis de
cultivar que embriões obtidos por SCNT
Estudos com animais produziram CT capazes de se
diferenciar em muitos tecidos (inclusive formando as 3
camadas germinativas)
Cromossomos duplicados do próprio genitor (ao contrário
das células normais que têm um lote do paterno e outro
materno) – Têm conjunto completo de genes, mas SEM
VIABILIDADE de implantação no útero
Metade dos antígenos, portanto mais aceitas pelos
pacientes – MENOR CHANCE DE REJEIÇÃO!
CÉLULAS TRONCO ADULTAS
FONTES DE CÉLULAS TRONCO NO ADULTO
CÉREBRO
CABELO E PELE
DENTE DE LEITE
SEIO
TECIDO ADIPOSO
MEDULA ÓSSEA
CORAÇÃO
PÂNCREAS
CORDÃO UMBILICAL*
Recém Nascido
MEDULA ÓSSEA
TRANSPLANTE DE MEDULA ÓSSEA
As CT obtidas do tecido hematopoético são amplamente utilizadas no tratamento de leucemias
No Brasil...
Média 2,5 transplantes de medula óssea/ milhão de habitante
Países desenvolvidos...
Média 7-10 transplantes de medula óssea/ milhão de habitante
Elevado custo do procedimento e da reduzida disponibilidade de doadores compatíveis
SANGUE DO CORDÃO UMBILICAL (SCU)
Alternativa para a redução de custos e aumento no número de doadores
SCU
Rico em CT
Pode ser usado na reconstituição
hematopoética
São menos imunorreativas
Material de fácil obtenção
SANGUE DO CORDÃO UMBILICAL
BANCO DE CÉLULAS-TRONCO DE CORDÃO UMBILICAL
Brasil• Bancos particulares de armazenamento de cordão
umbilical – para uso exclusivo da família.
• A probabilidade de que uma criança vá precisar de suas próprias células é de 1:1.000.000 – não justificando os
altos custos do investimento.
Mais importante que o privado, pois aumenta a variedade das células disponíveis
Transplante autólogo tem piores resultados que o alogênico (com células de doadores aparentados ou não)
no caso de leucemias, imunodeficiências e anemia aplástica
Doação voluntária para o Banco, sem custo para a família, sendo que as células ficarão disponíveis para qualquer
pessoa que necessite – INCA
O Rio Grande do Sul terá um banco público de células-tronco de cordão umbilical, a partir da criação do IPCT
(Instituto de Pesquisa com Células-Tronco)
BANCOS PÚBLICOS DE CÉLULAS-TRONCO
DE CORDÃO UMBILICAL
Luta pela Vida12/01/2012 | 19h38
Reynaldo Gianecchini foi submetido a transplante de células-troncoAtor, que combate desde o ano passado um câncer linfático, recebeu células do próprio sangue como terapia para regenerar medula óssea
O ator Reynaldo Gianecchini, de 39 anos, foi submetido na manhã desta quinta a um autotransplante no Hospital Sírio-Libanês, em São Paulo. Gianecchini foi diagnosticado em agosto do ano passado com um câncer linfático não Hodgkin de células T, um tipo mais raro que atinge os linfonodos (sistema de defesa do organismo). Ele recebeu células-tronco de sangue periférico, como parte do tratamento para o linfoma.
No procedimento, o paciente recebe as células-tronco por meio de um cateter, como se estivesse recebendo uma transfusão de sangue. A expectativa é de que após 15 dias essas células passem a produzir novas células do sangue, fase crucial, chamada de "pega" da medula. Como nesse período o paciente está com o corpo sem imunidade, ele precisa ficar internado em uma ala de isolamento por pelo menos 15 dias. O contato com qualquer vírus ou bactéria pode causar infecções, já que o organismo está mais suscetível.
O QUE FAZ UMA CÉLULA-TRONCO CAPAZ DE TORNAR UM TECIDO OU OUTRO?
A ordem de comando que determina, durante o
desenvolvimento do embrião humano, que uma célula-
tronco pluripotente se diferencie em um tecido
específico ainda é um mistério que está sendo
investigado.
AFINAL,
O QUE É POSSÍVEL?....
Desenvolvimento de drogas e testes de toxicidade
A Promessa de Pesquisas com Células-Tronco
Experimentos para estudos de desenvolvimento e controle gênicoCultura de Célula-Tronco
Pluripotentes
Terapia celular ou de tecidos
MEDICINA REGENERATIVA
• Leucemias:Transplante de Medula Óssea
• Terapia cardiovascular: Regeneração miocárdica (?)
• Regeneração de áreas do SNC (?) – áreas lesionadas (acidentes, AVE...)
• Mal de Parkinson
• Diabete
• Mal de Alzheimer
• Câncer
• Imunodeficiências
TERAPIAS
O OBJETIVO É RECONSTITUIR O TECIDO AFETADO PELA DOENÇA
COMO SE OBTEM CT PARA TERAPIA CELULAR?
CT embrionárias
cultura
Se não for feita indução química, se transformam em uma miscelânea de células! Parecem preferir determinados tipos!
Quais sinais induzem a formação de
determinado tecido?Obtenção das melhores CT para desenvolver o tecido de interesse
Após
Injetar CTE diretamente na parte que necessita
de tratamento.
Alternativa perigosa em humanos, pois ainda há a chance de formação de um teratoma ou de um tecido indesejável, ou de ambos!
Em testes realizados com injeção de CT
embrionárias diretamente no cérebro de ratos
observou-se, em alguns casos, a formação de
teratoma e até mesmo de dentes (!) totalmente
formados dentro da região onde as CT formam
aplicadas!
Após a ambientação e a geração de novos tecidos
as CT injetadas no organismo humano ainda estão
sujeitas a ataques do sistema imunológico
(como se fosse um órgão)
TERAPIA CELULAR EM CARDIOLOGIA
Principais aplicações:
• No tratamento de áreas com dano crônico (regiões “mortas” no miocárdio)
• Lesões agudas (infarto recente – horas)
• Tratamento do Mal de Chagas
CT USADASHematopoéticas (medula óssea)
Músculo esqueléticoTransplante autólogo
Como se faz o transplante?
• Em casos crônicos: Mapa das áreas
lesionadas e o transplante de CT é feito
diretamente nelas com o uso de um cateter
• IAM (3-5 dias) – A aplicação é feita na artéria
obstruída
• Doença de Chagas – Distribuição
homogênea por todo miocárdio
Atualmente estuda-se qual a população ou populações de CT adultas apresentam melhores resultados em termos de reparo do músculo e na revascularização
Muitas pesquisas têm sido realizadas e têm demonstrados resultados animadores...
Estudo com doença cardíaca crônica(Antônio Carlos C. de Carvalho, Radovan Borjevic – UFRJ)
• Primeiro teste em humanos: 2001
• 21 voluntários (6 a espera de transplante)
• 14 receberam CT da medula óssea
• 1 saiu da fila de transplanste
• 2 morreram (da doença não da terapia)
• Todos os demais melhoraram e foram considerados
clinicamente normais
• Primeiro teste em humanos: 2003
• 22 voluntários (todos a espera de transplante)
• 80% de melhora
• TODOS saíram da fila de transplantes!
• Estudo já passou da Fase I e aguardam iniciar Fases
II e III.
Estudo com Mal de Chagas(Ricardo R dos Santos – Centro de Pesquisas Gonçalo Muniz da
FIOCRUZ/Bahia)
Algumas lacunas ainda precisam ser preenchidas:
Como as CT permitem que o coração se regenere?
• Se transformam em músculo cardíaco?
• Se fundem com células cardíacas gerando fatores
que podem reduzir o número de células
danificadas?
• Estimulam a produção de novos vasos
sanguíneos?
Algumas lacunas ainda precisam ser preenchidas:
Aumento nos casos de arritmia pós transplantes
Possível causa: Células injetadas podem estar sem
sincronia com as células cardíacas
Protocolos diferenciados, resultados diferenciados!
TERAPIA CELULAR EM NEUROLOGIA
Principais aplicações:
• Tratamento de esclerose múltipla (doença crônica do SNC, autoimune, com déficit progressivo)
• Redução de seqüelas de após AVC
CT USADAS Hematopoéticas (medula óssea)
Tratamento da esclerose múltipla
• 1º) Imunossupressão do paciente – Quimio e/ou
radioterapia
• Após, se reconstitui o sistema imune com CT
hematopoéticas autólogas ou alogênicas
• Objetivo: Substituir as células que estão agredindo o
sistema nervoso do paciente
• Os resultados têm sido satisfatórios com melhora ou
estabilização do quadro de cerca de 70% dos casos
• Em ratos: A infusão de células da medula óssea induziu a
angiogênese na zona peri-isquêmica pós acidente vascular
cerebral
• O mesmo está sendo feito para tratamento de lesões na
medula espinhal
• As pesquisas envolvem, preliminarmente, a identificação in vitro
dos fatores de diferenciação e de direcionamento das CT ao
tecido alvo do tratamento.
Tratamento de AVC
É possível criar em laboratório, a partir de CT,
órgãos para transplantes?
Para “criar” um
rim, por exemplo,
vc precisaria:
1. Obter um tipo de CT que possa se tornar um rim
(como saber se embriônica ou de tecido adulto?)
2. Estimular a divisão celular destas CT (que tipo de
estimulante utilizar? Necessitariam de outras
células ao redor para estimular?)
3. Simular o ambiente para que as CT se
diferenciem (como fazer com que elas se
diferenciem? Como simular o ambiente FÍSICO?
Como “moldar”, dar forma, ao órgão? Como
desenvolver os vasos capazes de nutrir o órgão
com nutrientes e O2 em seu interior?
É possível criar em laboratório, a partir de CT, órgãos para transplantes?
• Os cientistas do mundo todo têm tentado, mas parecem
longe do objetivo (pelo menos, em humanos).
• O maior desafio: Diferenciação das CT
• Os obstáculos para o sucesso: Falta de nutrientes e O2
para as células e dar “forma” sobre a qual as células
devem se diferenciar e crescer.
E O ACEITÁVEL?
PROBLEMAS
ÉTICA LEI
RELIGIÃO
ÉTICA
• Principal dilema é a morte de embriões para a obtenção das CT.
• Quando inicia a vida?• Existe status ético para um embrião?• Um embrião de pouco mais de 100
células merece o mesmo respeito que uma criança ou um adulto?
ÉTICA
• Vários segmentos da sociedade tem assumido uma posição contrária
a este tipo de pesquisas, pois afirmam que o bem da sociedade não
pode ser obtido a partir da morte de alguns indivíduos, mesmo
que ainda em fase embrionária.
• A Igreja Católica Romana: A vida de uma pessoa tem início na
fecundação, desta forma, não haveria justificativa ética para tal tipo de
pesquisa
• A Igreja da Escócia, de orientação cristã Protestante – Também
defende a mesma posição, mas desde 1996, defende a realização de
pesquisas com embriões, desde que tenha objetivo solucionar
situações de infertilidade ou decorrentes de doenças genéticas
“O princípio da moralidade médica e cirúrgica
é nunca realizar um experimento no ser
humano que possa causar-lhe dano, de
qualquer magnitude, ainda que o resultado
seja altamente vantajoso para a sociedade.”(Claude Bernard, 1852)
PRIMADO DO INDIVÍDUO
O USO DE CÉLULAS-TRONCO PELO MUNDO
• Alemanha: Proibe a extração de CT de embriões
• Estados Unidos: Institutos de Pesquisas que usam
fundos federais não podem utilizar CT pluripotentes
obtidas de embriões humanos. Instituições Privadas
podem utilizar CT embrionárias.
• Inglaterra: Proibido uso de CT de embriões ou fetos.
Podem importar CT.
• França: Não permitem o uso de embriões para pesquisa!
Consell d’Etal recomendou o uso de embriões para
pesquisa de CT.
PL 2.401/03 foi aprovado na Câmara em 02/03/2005
Segundo a versão final:
“fica autorizado o uso de CT embrionárias para fins de pesquisa e terapia....obtidas de embriões produzidos por meio de fertilização in vitro, inviáveis ou congeladoss há
pelo menos três anos”
A mesma Lei restringe atividades como engenharia genética em célula germinal e clonagem humana!
LEI BRASILEIRALei de Biossegurança
BANCO DE CÉLULAS-TRONCO
GRÃ-BRETANHA –
“Um novo banco de células-tronco foi inaugurado em 19 de maio de 2004 na
Grã-Bretanha para fornecer material a pesquisas em tratamentos de
doenças genéticas, como Alzheimer, diabete e ataque cardíaco...
O banco abriga células-tronco de diferentes origens, algumas retiradas de
embriões, algumas de fetos e algumas de adultos”
EUA – 15/07/2004 (Folha de S. Paulo)
Sob pressão de democratas e republicanos, o governo dos EUA disse ontem
que criaria um banco para distribuir células-tronco, mas que insistia na
oposição à destruição de embriões humanos.
