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AVANÇOS E LIMITAÇÕES DAS PESQUISAS COM CÉLULAS-TRONCO (CT)

AVANÇOS E LIMITAÇÕES DAS PESQUISAS COM CÉLULAS-TRONCO (CT). Roberta Lopes da Silva Trois, MSC Jacqueline da C. E. Piccoli, bióloga, MSC, PhD. O QUE É CÉLULA-TRONCO?. Tipo especial de célula capaz de:. se diferenciar e constituir diferentes tecidos no organismo Auto-replicação.

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AVANÇOS E LIMITAÇÕES DAS PESQUISAS COM CÉLULAS-TRONCO (CT)

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Presentation Transcript

  1. AVANÇOS E LIMITAÇÕES DAS PESQUISAS COM CÉLULAS-TRONCO (CT) Roberta Lopes da Silva Trois, MSC Jacqueline da C. E. Piccoli, bióloga, MSC, PhD

  2. O QUE É CÉLULA-TRONCO? Tipo especial de célula capaz de: • se diferenciar e constituir diferentes tecidos no organismo • Auto-replicação

  3. 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 outras células diferenciadas Capazes de produzir células progenitoras de transição Produzem células que darão origem a tecidos específicos: nervoso, sangüíneo, muscular, etc.

  4. 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

  5. CÉLULAS-TRONCO Desenvolvimento Humano Célula ovo embrião embrião c/ 3 dias embrião c/ 5-7 dias embrião c/ 4 semanas embrião c/ 6 semanas Recém- nascido Adulto Teratocarcinoma Célula-tronco Embrionária Totipotente CT do tecido fetal Pluripotente Célula-tronco Embrionária Pluripotente Célula-tronco Adulto Pluripotente Célula-tronco Embrionária (Células germinais primordiais) Pluripotente CT de carcinoma embrional Pluripotente CT do cordão umbilical e/ou placenta Pluripotente

  6. 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

  7. 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 progenitoras de tecidos específicos (oligo e unipotentes)

  8. CÉLULAS TRONCO EMBRIONÁRIAS OU EMBRIÔNICAS

  9. DESENVOLVIMENTO PRÉ- EMBRIONÁRIO INICIAL 1º Dia 2-6º dias MCI Útero Blastocisto Fertilização Clivagem Final da Clivagem

  10. Massa Celular Interna ou Embrioblasto Formada por células totipotentescom capacidade de formar todos os tipos de células que existem no ser humano

  11. Ectoderme Mesoderme Endoderme todos tipos de tecidos

  12. CÉLULAS-TRONCO EMBRIONÁRIAS

  13. CÉLULAS TRONCO EMBRIONÁRIAS Blastocistos obtidos a partir de fertilização in vitro Proveniência Embriões/fetos abortados Clonagem (SCNT) Originam todo tipo de tecidos (pluripotentes)

  14. PREPARAÇÃO DE CÉLULAS TRONCO VIA 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

  15. APESAR DA PROPRIEDADE DE AUTO-CONSERVAÇÃO Fase inicial da pesquisa Necessidade de uma grande quantidade de embriões

  16. 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

  17. TRANSFERÊNCIA NUCLEAR DE CÉLULAS SOMÁTICAS (SCNT) Mesma técnica que gerou a Dolly 2n

  18. 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)

  19. 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.

  20. INDUZIDO A DIVIDIR n MITOSES cultura Óvulo não fecundado Pseudo-embriões ou partenotas Dividido em sub-culturas para obtenção das diferentes linhagens de CT PARTENOGÊNESE ÓVULO NÃO FERTILIZADO É INDUZIDO A INICIAR A DIVISÃO CELULAR

  21. 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!

  22. CÉLULAS TRONCO ADULTAS

  23. CORDÃO UMBILICAL* Recém Nascido FONTES DE CÉLULAS TRONCO NO ADULTO CÉREBRO SEIO CORAÇÃO TECIDO ADIPOSO PÂNCREAS MEDULA ÓSSEA CABELO E PELE DENTE DE LEITE

  24. MEDULA ÓSSEA

  25. Elevado custo do procedimento e da reduzida disponibilidade de doadores compatíveis TRANSPLANTE DE MEDULA ÓSSEA As CT obtidas do tecido hematopoético sãoamplamente 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

  26. SANGUE DO CORDÃO UMBILICAL (SCU) Alternativa para a redução de custos e aumento no número de doadores

  27. SCU SANGUE DO CORDÃO UMBILICAL • Rico em CT • Pode ser usado na reconstituição hematopoética • São menos imunorreativas • Material de fácil obtenção

  28. 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.

  29. BANCOS PÚBLICOS DE CÉLULAS-TRONCO DE CORDÃO UMBILICAL • 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)

  30. Luta pela Vida12/01/2012 | 19h38 Reynaldo Gianecchini foi submetido a transplante de células-tronco Ator, 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.

  31. 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.

  32. AFINAL, O QUE É POSSÍVEL?....

  33. A Promessa de Pesquisas com Células-Tronco Desenvolvimento de drogas e testes de toxicidade Experimentos para estudos de desenvolvimento e controle gênico Cultura de Célula-Tronco Pluripotentes Terapia celular ou de tecidos

  34. MEDICINA REGENERATIVA

  35. TERAPIAS • 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

  36. O OBJETIVO É RECONSTITUIR O TECIDO AFETADO PELA DOENÇA

  37. CT embrionárias cultura Se não for feita indução química, se transformam em uma miscelânea de células! Parecem preferir determinados tipos! COMO SE OBTEM CT PARA TERAPIA CELULAR? 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!

  38. 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!

  39. 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)

  40. 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 Hematopoéticas (medula óssea) CT USADAS Músculo esquelético Transplante autólogo

  41. 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

  42. 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...

  43. 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

  44. Estudo com Mal de Chagas(Ricardo R dos Santos – Centro de Pesquisas Gonçalo Muniz da FIOCRUZ/Bahia) • 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.

  45. 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?

  46. 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!

  47. 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)

  48. 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

  49. Tratamento de AVC • 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.

  50. É possível criar em laboratório, a partir de CT, órgãos para transplantes?

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