Células estaminais na Medicina

1. Células estaminais na Medicina Trabalho realizado por: Ana Carapeto (55761) Nuno Santos (55746) Células Estaminais Embrionárias de rato com marcador fluorescente. Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008

2. Definição de Células Estaminais (SC) Imagem microscópica de uma colónia de Células Estaminais de Embrião Humano. São células presentes em organismos multicelulares que mantêm a sua capacidade de multiplicação por divisão mitótica e são capazes de se diferenciarem em vários tipos de células. Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008

3. Tipos de células estaminais Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008 • 3 grandes categorias de células estaminais: • Adultas - encontradas, por exemplo, na medula óssea ou no sangue umbilical do recém-nascido. • Embrionárias - que provêm de embriões e estão no centro de uma controvérsia à escala mundial, concretamente no que aos embriões humanos diz respeito. • Amnióticas - As recentemente descobertas no líquido amniótico de grávidas, cujas características se aproximam das embrionárias.

4. Tipos de células estaminais Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008

5. Adultas vs Embrionárias Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008 • Tipos de células nos quais se podem diferenciar: • As SC embrionárias podem originar todas as células do corpo porque são pluripotentes. • As SC adultas podem diferenciar-se apenas num número limitado de células do seu tecido de origem. • Crescimento em cultura: • As SC embrionárias obtêm-se mais facilmente em grandes quantidades, o que é importante devido ao elevado número de células necessário para os tratamentos. • Introdução no doente: • As SC adultas podem ser retiradas do próprio doente, efectuar-se uma cultura e reintroduzirem-se no doente, o que evita problemas de rejeição.

6. Células Estaminais Embrionárias Células estaminais embrionárias humanas Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008

7. Actualmente… Célula Estaminal Hematopoiética presente na medula óssea de um adulto humano. As células estaminais são usadas aquando de transplantes de medula óssea. Objectivo: servir de suporte ao tratamento de doenças do sangue (hematológicas), cancerígenas (oncológicas) e genéticas. Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008

8. Transplante de medula óssea Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008 • O procedimento terapêutico envolve duas fases: • o doente é tratado com doses de radiação ou quimioterapia que levam à morte das células doentes, mas também de células normais da medula óssea; • A infusão de células estaminais leva ao restabelecimento das células sanguíneas e do sistema imunitário, permitindo a recuperação do doente.

9. Transplante de medula óssea Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008

10. Transplante de medula óssea Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008 • Desvantagens • Encontrar um dador compatível de medula (relativamente ao HLA - antigénios dos leucócitos humanos) • Risco de reacções imunológicas dador/paciente, tais como a rejeição do transplante e a doença do transplante contra o hospedeiro (paciente) • Reacções de infecções oportunistas.

11. Transplante de medula óssea Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008

12. Bancos de células estaminais embrionárias Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008 • Os médicos terão mais opções à disposição do para a cura do doente se tiverem acesso às células estaminais autólogas obtidas do sangue do cordão umbilical. • Não há o risco de rejeição. • As amostras também estão disponíveis para os familiares. • Supõe-se que as células estaminais congeladas só possam ser aproveitadas durante vinte anos – a probabilidade de um individuo vir a usá-las nos primeiros vinte anos de vida é reduzida. • Seguro de Vida Biológico?

13. Estudos recentes… • Meduloblastoma: uso de SC neuronais humanas (HB1.F3-CD). • Visão: redução do sintoma da retinitispigmentosa. • Rim: Identificação de SC no rim. • Diabetes: uso de SC para produção de insulina. • Produção de células hematopoiéticas em larga escala. Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008

14. Células hematopoiéticas Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008 Luc Douay et al: desenvolveu um método de produção de células do sangue em larga escala. Consiste em mimetizar o ambiente natural (“nicho”) das SC. Melhoramentos nesta técnica poderão ter grandes aplicações em terapia genica e transfusões de sangue.

15. Meduloblastoma Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008 Tumor cerebral maligno que tem origem em células primitivas do cerebelo. Apesar de pouco comum na população, ocorre preferencialmente na infância. Não tem cura num terço dos doentes.

16. Meduloblastoma Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008

17. Meduloblastoma Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008

18. Visão • Foram feitas cirurgias a 40 indivíduos com diversas anomalias. SC adultas têm sido usadas para devolver parcialmente a visão a doentes invisuais (Daya, S.). Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008

19. RetinitisPigmentosa • RetinitisPigmentosa é uma doença degenerativa em que há morte das células fotoreceptoras (PRC). • É causada pela mutação de um gene relacionado com as PRC. Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008

20. RetinitisPigmentosa Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008

21. RetinitisPigmentosa Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008

22. Rim Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008 O estudo de SC nesta área ainda está pouco desenvolvido. Grande parte das investigações assentam na determinação da existência de SC no rim. No entanto ainda não se conhecem marcadores que identifiquem essas células.

23. Rim • Objectivo: • Induzir uma colónia de SC embrionárias ou adultas renais a diferenciarem-se, para repovoar um rim lesado. • Identificação de SC renais: • BrdU pulse chaselabeling • Isolar as Hoechst-effluxingcells (sidepopulationcells) Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008

24. Pâncreas • Estudos Recentes: • Trabalharam-se vários anos até conseguirem que células estaminais recolhidas de embriões de ratinhos se transformassem em células produtoras de insulina. Depois, ao transplantarem essas células em ratinhos diabéticos, conseguiram compensar-se eficazmente a perda de células produtoras de insulina no pâncreas. Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008 • Objectivo: • Substituir as células produtoras de insulina destruídas em alguns tipos de diabetes.

25. Problemas bioéticos • Solução: • Uso de células estaminais adultas. • Investigações recentes provaram ser possível utilizar células somáticas e transformá-las em SC embrionárias. Com a recolha das células estaminais embrionárias dos blastócitos, está-se a destruir o embrião. Será que se está a destruir uma vida? Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008

26. Referências Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008 Evans, M. J. (2001). NatureMedicine, (pp. 1081-1083). Wikipedia. (18 de Novembro de 2007). StemCell. Obtido em 20 de Novembro de 2007, de http://en.wikipedia.org/wiki/Stem_cell Stemcelltreatments. (6 de Novembro de 2007). Obtido em 21 de Novembro de 2007, de Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Stem_cell_treatments Campbell, J., Bertram, J., Falk, M., Alcorn, D., & Little, M. (September de 2003). Towards Renal Regeneration. The Kidney Stem Cell Project . Queensland, Australia. Giarratana, M.-C., Kobari, L., Lapillonne, H., Chalmers, D., Kiger, L., Cynober, T., et al. (January de 2005). Ex vivo generation of fully mature human red blood cells from hematopoietic stem cells. Nature Biotechnology, 23, pp. 69-74. Kim, S.-K., Kim, S. U., Park, I. H., Bang, J. H., Aboody, K. S., Wang, K.-C., et al. (15 de September de 2006). Human Neural Stem Cells Target Experimental Intracranial Medulloblastomaanda Deliver a Therapeutic Gene Leading to Tumor Regression. Clinical Cancer Res , pp. 5550-5556.

27. Referências Aplicação das Células Estaminais na Medicina Engenharia Biomolecular e Celular 2007/2008 Sagdullaev, B. T., Aramant, R. B., Seiler, M. J., Woch, G., & McCall, M. A. (April de 2003). Retinal Transplantation–Induced Recovery of Retinotectal Visual Function in a Rodent Model of Retinitis Pigmentosa. Investigative Ophthalmology & Visual Science, 44, pp. 1686-1695. Soria, B., Roche, E., Reig, J., & Martin, F. (2005). Generation of insulin-producing cells from stem cells. Novartis Found Symposium . Watson, A., Sharpe, J. R., Giledi, O., Rowe, A., Martin, R., James, S. E., et al. (8 de September de 2004). Outcomes and DNA Analysis of Ex Vivo Expanded Stem Cell Allograft for Ocular Surface Reconstruction. pp. 470-477.