Tipos de células-tronco, aplicações e onde eles estão



O células mãe Eles são um tipo de células que são encontradas naturalmente em todos os seres multicelulares e se caracterizam pela propriedade de se diferenciar em qualquer tipo de célula e se dividir para produzir mais células-tronco.

As células-tronco são importantes desde antes do nascimento, uma vez que, poucos dias após a junção, os dois gametas começam a se dividir e se multiplicar, criando células-tronco especializadas que darão origem aos diferentes órgãos e tecidos do corpo do embrião.

A importância das células-tronco reside no seu incrível potencial para desenvolver e formar quase qualquer tipo de célula. Essa habilidade pode ser usada para reparar e reabastecer células danificadas ou destruídas.

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

Células-tronco continuam a existir em indivíduos adultos, embora em menor quantidade e com menor potencial do que no estágio embrionário. Estas células estaminais estão presentes em certas estruturas, como a medula óssea, os músculos e o cérebro, e graças a elas as células danificadas podem ser substituídas e os órgãos continuam a funcionar normalmente.

Em geral, pode-se dizer que as células-tronco têm três propriedades principais que as diferenciam do resto das 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 doenças neurodegenerativas.

Essas propriedades incríveis de 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.

Não foi até 1998, quando estudos com camundongos puderam ser extrapolados para humanos, quando as primeiras células-tronco embrionárias humanas foram extraídas e cultivadas in vitro para estudar seu funcionamento e suas propriedades. Essas células-tronco são chamadas de células-tronco embrionárias.

Em 2006, outro marco na história do estudo de células-tronco, 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 células-tronco é chamado de células-tronco pluripotentes induzidas (iPS).

Embora nestes 35 anos tenham sido feitos muitos progressos nas pesquisas com células-tronco, ainda são necessários mais estudos para conhecê-los melhor e ser capazes de usá-los na criação de novas terapias e no estudo do desenvolvimento normativo humano.

Tipos de células-tronco

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

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

  • Totipotente (ou onipotente), se eles puderem se diferenciar em qualquer tipo de célula. Essas células só podem ser encontradas na mórula (o 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, eles são o próximo passo das células-tronco totipotentes e podem ser diferenciados em quase qualquer tipo de célula. Culturas de células embrionárias e células-tronco induzidas são pluripotentes.
  • Multipotente, se eles podem ser diferenciados em uma ampla variedade de células, mas apenas aqueles que pertencem a um grupo de células relacionadas. Por exemplo, as células multipotentes do coração só podem ser diferenciadas em tecidos que formam o referido órgão. Essas células podem ser extraídas dos fetos.
  • Oligopotente, se eles podem diferenciar em vários tipos de células, por exemplo, para formar o mesmo tecido. Células-tronco adultas são oligopotentes.
  • Unipotente, se eles só podem diferenciar em um tipo de células. Essas células-tronco diferem das células adultas normais, pois mantêm sua propriedade reprodutiva por um longo período de tempo (antes de diferenciar). Este tipo de células-tronco pode ser encontrado, por exemplo, em alguns músculos.

Células-tronco embrionárias

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

Uma vez que as células-tronco são removidas, uma cultura é realizada em que as células e material nutritivo (meio de cultura) são introduzidos em um prato de laboratório. Na cultura, as células crescem e começam a se dividir, criando uma fina camada que se estende por toda a superfície da placa.

As culturas de células-tronco não são 100% eficazes, há momentos em que as células não crescem ou se dividem. Mas, quando a colheita foi eficaz, grupos de células-tronco são tomadas e novas populações são criadas, que continuarão a se dividir e começar a se diferenciar. As células-tronco podem ser congeladas e armazenadas a qualquer momento durante o processo.

Durante a cultura, as células-tronco podem ser agrupadas e se especializar espontaneamente em qualquer tipo de tecido (músculo, nervoso ...). Ser capaz de se especializar é um sinal de que as células estão em boas condições, mas idealmente o processo de especialização é controlado por pesquisadores para criar populações celulares específicas.

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

Por meio de vários estudos, foram criados protocolos que indicam quais parâmetros precisam 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, foi observado que eles podem levar ao desenvolvimento de cânceres. Mesmo assim, a pesquisa continua e eles são muito promissores para futuros tratamentos.

Células-tronco fetais

Como o próprio nome sugere, 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 estão relacionadas, por exemplo, em vários tecidos semelhantes para formar o mesmo órgão.

Células-tronco adultas

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

Por exemplo, na medula óssea, há células-tronco sanguíneas que amadurecem e se transformam em células sanguíneas maduras (glóbulos vermelhos, glóbulos brancos ou plaquetas).

A pesquisa com este tipo de células é muito avançada e atualmente são realizados transplantes de células-tronco adultas da medula óssea ou do sangue do cordão umbilical para o tratamento de doenças do sangue, como as síndromes mielodisplásicas e mieloproliferativas.

O potencial terapêutico de outras células-tronco adultas, como as células mesenquimais, que produzem células ósseas, cartilaginosas e gordurosas no tratamento de doenças como a artrite, está atualmente sob investigação.

Células-tronco pluripotentes induzidas

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

Para reprogramar as células adultas, estas são extraídas de adultos e cultivadas em uma placa, onde vírus criados em laboratório com genes específicos são inseridos para que se integrem às células e modifiquem suas informações genéticas.

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

Embora mais pesquisas sejam necessárias, as células iPS já estão sendo usadas para testar o efeito de algumas drogas encontradas em ensaios clínicos e, no futuro próximo, espera-se que sejam úteis para transplantes.

Transplantes de células iPS atualmente não são realizados porque alguns estudos com animais deram origem a formações cancerosas, possivelmente devido à técnica usada para reprogramar as células.

Tratamentos com células estaminais

Atualmente, o uso clínico de células-tronco mais estudadas e utilizadas na prática é o transplante de células-tronco do sangue (hematopoéticas) da medula óssea ou do cordão umbilical. Eles são usados ​​para tratar problemas no sangue e no sistema imunológico, bem como para renovar as células danificadas após o tratamento com quimioterapia ou radioterapia.

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

  • Leucemias e linformas, tais como:
    • 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, tais como:
    • Anemia aplástica severa.
    • Anemia de Fanconi.
    • Hemoglobinúria paroxística noturna.
    • Aplasia de glóbulos vermelhos puros.
    • Trombocitopenia congênita / amegacariocitose.
    • Síndrome mieloproliferativa e mielodisplásica.
    • Mieloma múltiplo
  • Doenças hereditárias do sistema imunológico, tais como:
    • Imunodeficiência combinada grave.
    • Síndrome de Wiskott-Aldrich.
  • Hemoglobinopatias (doenças dos glóbulos vermelhos), tais como:
    • Beta talassemia major.
    • Doença falciforme.
  • Doenças metabólicas hereditárias, tais como:
    • Doença de Krabbe
    • Síndrome de Hurler.
    • Adrenoleucodistrofia.
    • Leucodistrofia metacromática.
  • Outras condições e cancros

Outra das aplicações dos transplantes de células-tronco são os enxertos de pele. Este aplicativo é talvez o mais antigo desde que foi usado antes de realmente entender como as células-tronco funcionavam.

Os enxertos de pele são geralmente realizados apenas em casos extremos em que a pessoa danificou grandes áreas da pele, por exemplo, por uma queimadura grave.

O primeiro enxerto de pele foi feito em 1970 e desde então a técnica vem se aperfeiçoando, embora ainda haja um longo caminho a percorrer, pois atualmente a pele enxertada é incapaz de desenvolver fulículos de cabelo ou glândulas sudoríparas.

A última aplicação das células estaminais aprovadas na Europa tem sido o Holoclar, um tratamento para reparar os danos que a córnea pode ter sofrido, sejam feridas ou queimaduras.

O procedimento consiste em remover uma pequena porção de células limbais em bom estado, responsável pelo reparo da córnea, e cultivá-las em laboratório até formar um fino estrato córneo que possa ser transplantado para o olho do paciente.

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

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

Os resultados obtidos em 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 sangüíneos para partes de células-tronco humanas que foram implantadas em camundongos e funcionaram corretamente. Atualmente, a pesquisa ainda está em andamento e eles estão tentando aplicá-lo sem risco para os seres humanos.

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

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

Referências

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