Celuals tronco

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células-tronco estão presentes desde a vida embrionária até a vida adulta, e provavelmente até nossa morte. São elas as responsáveis pela formação do embrião e também pela manutençao dos tecidos na vida adulta. No início da vida embrionária, as células-tronco são virtualmente totipotentes, ou seja, apresentam capacidade de gerar quaisquer tecidos do organismo. Contudo, após a formação do embrião propriamente dito, diversos tecidos mantêm células- p tronco que participam da fis adulta.

Conceitualmente, as características logia também) na OFII m duas undamentais: 1) auto-renovação ilimitada, por exemplo, a capacidade de multiplicar-se gerando células iguais à célula- original durante toda a vida, e ; 2) pluripotência, como, por exemplo, a capacidade de gerar diferentes tipos celulares. Apesar de existirem em baixa freqüência, seus números são suficientes para manter os tecidos que necessitam de renovação constante. Em alguns sistemas onde são bem caracterizadas, sua frequência é estimada em 1 para cada 100. 00 células totais daquele tecido. As células-tronco, à medida que se dividem, geram progenitores comprometidos, com uma capacidade de roliferação ainda mais limitada e um restrito potencial de diferenciação devido ao anos. Recentemente, outros tecidos tiveram suas células-tronco identificadas como do sistema nervoso, fígado, pele e mucosas, intestinos e até mesmo coração Nos últimos anos, uma nova área da medicina vem sendo desenvolvida, que abre perspectivas inovadoras para o tratamento de doenças crônico-degenerativas. ? a chamada medicina regenerativa e consiste na utilização de células, fatores de proliferação e diferenciação celulares e biomateriais que permitem ao próprio organismo reparar tecidos e órgãos esados. Alguns dos alvos terapêuticos são órgãos considerados por muito tempo como incapazes de desenvolver quaisquer processos de regeneração, como o cérebro e o coração.

Os relatos de demonstrações de que os tecidos adultos possuem células-tronco pluripotentes própriasl 9 15, de que há migração de células-tronco do sangue periférico e sua diferenciação para tipos celulares residentes em órgãos como o coraçá016 e de que células já diferenciadas podem proliferar em resposta a agressões teciduais10 têm sido cada vez mais freqüentes na literatura, e ndicam que o processo de regeneração ocorre nestes tecidos, embora possa nao ser eficiente para levar à cura dependendo do grau de dano tecidual que tenha ocorrido.

Este é o caso do infarto do miocárdio, onde uma baixa taxa de proliferação de mioblastos e cardiomiócitos pode ser detectada nas bordas das lesões, porém não o suficiente para reparar todo o dano tecidual causado pela isquemia, resultando em extensas áreas de fibrose.

CÉLULAS-TRONCO A célula-tronco é uma célula indiferenciada, capaz de proliferar e de originar outras células-tronco (o que é denominado auto- egeneração) e células com capacidade de se diferenciar, originando células diferenciadas com capacid auto-regeneração) e células com capacidade de se diferenciar, originando células diferenciadas com capacidade funcional normal. Para realizar a dupla tarefa de se auto-regenerar e ao mesmo produzir células diferenciadas, a célula-tronco pode seguir dois modelos básicos de divisão celular.

O deterministico, onde a divisão de uma célula-tronco gera invariavelmente uma nova célula-tronco e uma célula que irá se diferenciar; ou o aleatório ou estocástico, onde algumas células-tronco geram apenas novas élulas-tronco ao se dividirem, enquanto outras geram apenas células com potencial para sofrer diferenciação. CÉLULAS-TRONCO EMBRIONÁRIAS Em 1981, foi descrita a técnica de imortalização de células derivadas da massa celular interna de blastocistos de embriões de camundongos, as células-tronco embrionárias ou ES (embryonic stem cells)4.

Células ES são pluripotentes, pois podem proliferar indefinidamente in vitro sem se diferenciar, mas também podem se diferenciar em vários tipos celulares dependendo das condições de cultivo. Outra característica especial destas células é que elas podem ser re-introduzidas em mbriões de camundongos, dando origem a células em todos os tecidos do animal adulto, inclusive a células germinativas17.

O fato das células ES se integrarem em todos os tecidos do animal adulto quando re-introduzidas em embriões de camundongo demonstra o seu potencial de diferenciação em qualquer célula do organismo, de uma célula da pele a um neurônio. Vários estudos demonstraram a diferenciação das células ES de camundongos em tipos celulares distintos em culturas in vitro, gerando células hematopoiéticas, neurônios, astrócitos e oligodendrócitos, dentre outras21.

A identificação dos fatores que levam ao astrócitos e oligodendrócitos, dentre outras21. A identificação dos fatores que levam ao direcionamento deste processo de diferenciação permitirá que, a partir de células-tronco embrionárias, possamos cultivar de forma controlada os mais diferentes tipos celulares, abrindo a possibilidade de expandir ou construir in vitro tecidos e órgãos, tornando viável a bioengenharia tecidual.

CELULAS-TRONCO NOS ORGANISMOS ADULTOS Desde a década de 60, sabe-se que organismos adultos têm a capacidade de auto-regenerar determinados tecidos como a pele, epitélio intestinal e principalmente o sangue, que tem suas células constantemente destruídas e renovadas, num complexo e finamente regulado processo de proliferação e diferenciação celular.

Durante muitas décadas estudou-se o processo de hematopoiese a partir de células-tronco multipotentes de medula óssea, que são capazes de dar origem a células progressivamente mais diferenciadas e com menor capacidade proliferativa. A noção de que vários tecidos e órgãos do corpo humano, como o fígado, músculo esquelético, pâncreas, e sistema nemoso, têm um estoque de células-tronco, com uma capacidade limitada de egeneração tecidual após injúria, é também recente9.

Ainda mais recente é a idéia de que as células-tronco presentes nestes vários orgáos são nao apenas multipotentes, no sentido de que podem gerar as células constitutivas daquele órgão especifico, mas também pluripotentes, no sentido de que também podem gerar células de outros órgãos e tecidos. O primeiro relato desta propriedade das células-tronco adultas foi feito em 1998 por um grupo de cientistas italianos que estudaram a regeneração de músculo esquelético por células derivadas da medula óssea5.

Embora o próprio músc 40F regeneração de músculo esquelético por células derivadas da medula óssea5. Embora o próprio músculo esquelético possua células-tronco, denominadas de células satélite, Giuliana Ferrari e colaboradores demonstraram ao injetar células de medula óssea de camundongos transgênicos em músculos esqueléticos lesados quimicamente em camundongos imunodeficientes, que as células medulares injetadas eram capazes de se diferenciar em miócitos no ambiente muscular.

Quando ao invés de injetar as células medulares na lesão muscular os autores faziam um transplante a medula óssea geneticamente marcada para os camundongos imunodeficientes, havia uma migração das células medulares do animal doador para a área lesada no músculo esquelético do recipiente, demonstrando que, sob condições de injúria, células- tronco medulares adultas podem migrar para a região lesada e se diferenciar em musculo esquelético.

Este trabalho estabeleceu duas novas idéias, a de que células-tronco de medula óssea podem dar origem a células musculares esqueléticas e a de que há migração das células medulares para regiões lesadas no músculo esquelético. Em janeiro de 1999, cientistas liderados por Angelo Vescovi publicaram um trabalho no qual demonstrou-se que células- tronco neurais de camundongos adultos podem restaurar as células hematopoiéticas na medula óssea de camundongos que a tiveram destruída por irradiaça02.

Este trabalho representou uma verdadeira revolução nos conceitos até então vigentes, pois demonstrou que uma célula-tronco adulta derivada de um tecido reconhecido por seu alto grau de diferenciação e limitada capacidade proliferativa é capaz de seguir um programa de diferenciação completamente diverso se colocada em um mbiente adequado. D programa de diferenciação completamente diverso se colocada em um ambiente adequado.

Demonstrou também que as células-tronco adultas não estão limitadas no seu potencial de diferenciação pela sua origem embriológica; as células neurais têm origem no ectoderma e as sanguíneas no mesoderma embrionário. Ainda em 1999, um grupo de cientistas suecos demonstrou que células-tronco neurais de camundongos adultos tem um potencial generalizado de diferenciação, podendo formar qualquer tipo celular, de músculo cardíaco a estômago, intestino, fígado e rim, uando injetadas em embriões de galinha e de camundongos3.

A partir destes experimentos, consolidou-se a idéia de que células- tronco de organismos adultos retêm a capacidade proliferativa e de diferenciação em qualquer tipo celular do organismo, independente de seu tecido de origem, desde que cultivadas sob condições adequadas. Esta pluripotencialidade das células-tronco adultas recoloca a questão da utilização terapêutica das células-tronco em bases totalmente novas.

Não apenas nos vemos livres das questões ético-religiosas que cercam a utilização das células-tronco mbrionárias na medicina, mas também nos livramos dos problemas de rejeição imunológica ao podermos utilizar células- tronco do próprio paciente adulto na regeneração de tecidos ou órgãos lesados. APLICAÇÕES DE TERAPIAS COM CÉLULAS-TRONCO EM CARDIOPATIAS Como mencionado acima, a constatação da pluripotencialidade das células-tronco abriu novas possibilidades terapêuticas. Nas cardiopatias em particular, o avanço das terapias celulares foi fantástico.

Em casos de infarto do miocárdio, a injeção de células- tronco obtidas de medula óssea nas bordas da área lesada pela squemia induziu o reparo do miocárdio obtidas de medula óssea nas bordas da área lesada pela Isquemia induziu o reparo do miocárdio lesado e causou a melhora funcional, inicialmente em estudos utilizando modelos animais6 12, e mais recentemente, em pacientes14 19 20. Nos trabalhos experimentais, demonstrou-se que a melhora funcional estava associada a uma diminuição da área de fibrose, à formação de novos cardiomiócitos e a neovascularizaçã06 12.

O tratamento de animais com hormônios celulares, tais como o G-CSF e o SCF, capazes de induzir a mobilização de células de medula óssea para periferia, foi também capaz de diminuir as lesões causadas posteriormente por um processo isquêmico no miocárdiol 3. Recentemente, a injeção direta de fatores de crescimento celular (IGF-I e HGF) em corações de ratos lesados por agressão isquêmica, resultou em recuperação da função cardíaca e regeneração celular (Nadal-Ginard: comunicação pessoal), antevendo a possibilidade de terapias baseadas na simples injeção de fatores de estimulação elou crescimento celular.

Nossos estudos em modelos animais de cardiopatia isquêmica crônica demonstraram que células-tronco oriundas da medula ?ssea, que são de fácil obtenção e que podem ser coletadas do próprio indivíduo a ser tratado (transplante autólogo), são eficazes no tratamento de insuficiência cardíaca de origem isquêmica, e indicaram um potencial da utilização desta terapia em outras cardiopatiasl 1 . TRATAMENTO DA CARDIOPATIA CHAGASICA CRÔNICA COM A cardiopatia chagásica crônica, uma doença que afeta milhões de indivíduos na América Latina, é uma doença para a qual não há nenhum tratamento eficaz.

Esta doença é caracterizada por uma resposta inflamatória que leva à destruição progressiva do iocárdio, caracterizada por uma resposta inflamatória que leva à destruição progressiva do miocardio, resultando em cardiomegalia e insuficiência cardíaca congestiva, levando à morte dos indivíduos7. Embora os mecanismos de patogênese da doença ainda não estejam esclarecidos, a melhora da função cardíaca, como ocorre no reduzido número de pacientes que recebem transplante cardíaco, previne a acelerada evolução para o óbito.

Portanto, uma terapia capaz de causar uma melhora da função cardíaca, e que seja mais access(vel à população de cardiopatas hagásicos, em sua grande maioria de baixa renda, é de grande interesse. Para testar a eficácia da terapia com células de medula óssea na cardiopatia chagásica, utilizamos o modelo experimental de camundongos isogênicos infectados pela cepa Colombiana de Trypanosoma cruzi. Células de medula óssea foram obtidas de camundongos normais e injetadas por via endovenosa em camundongos com cardiopatia chagásica crônica18. O grau de inflamação e de fibrose foi avaliado em vários períodos pós- transplante.

Camundongos transplantados tiveram uma melhora significativa na miocardite dois meses após o transplante, esultante de um aumento de apoptose nas células do infiltrado inflamatório (Figura 1 a). Mais surpreendentemente, a fibrose existente no coração chagásico crônico diminuiu significativamente, indicando ser este um processo reversível (Figura Ib). Os efeitos da terapia com células de medula óssea foram duradouros, uma vez que o número de células inflamatórias e a área de fibrose permaneceram reduzidos até seis meses após o tratamento.

Utilizando células de medula óssea obtidas de camundongos chagáslcos crônicos, infectados juntamente com os camundongos receptores, verificamos que stas chagásicos crônicos, infectados juntamente com os camundongos receptores, verificamos que estas células têm potencial semelhante de induzir a melhora da miocardite e diminuição de fibrose, sugerindo que o transplante autólogo de células de medula óssea em pacientes chagásicos poderia trazer resultados benéficos para estes pacientes.

Com a utilização de células de medula óssea obtidas de camundongos transgênicos para a prote[na verde fluorescente (EGFP) ou para P-galactosidase de Escherichia coli (Gtrosa26), pode-se rastrear o destino de células-tronco injetadas em animais ratados. Ao avaliar o coração de camundongos chagásicos crônicos nos primeiros 15 dias após o transplante, pode- se verificar a presença de células transgênicas no miocárdio, indicando que parte destas células migram para o coração (Figura 2).

Algumas destas células apresentaram morfologia de cardiomiócito e expressão de miosina, indicando a diferenciação das células de medula óssea transplantadas neste tipo celular (Figura 2b). No momento, estamos realizando experimentos para verificar se esta melhora a nível histopatológico se correlaciona om uma melhora da função cardíaca dos animais tratados com transplante de células de medula óssea. Uma possivel sequência de eventos ocorridos no coração dos camundongos que receberam as células-tronco está resumida na figura 3.

Controvérsias A polêmica da utilização de células-tronco embrionárias com fins terapêuticos As pesquisas com células-tronco embrionárias tornaram-se uma das maiores controvérsias morais e políticas da atualidade. As células-tronco são células indiferenciadas e não especializadas com as características de auto-renovação ilimitada, ou seja, de erar células iguais a si as características de auto-renovação ilimitada, ou seja, de gerar células iguais a si mesmas durante toda a vida e também diferentes tipos celulares com funções específicas.

As pesquisas mostram a existência de células-tronco adultas em diversos tecidos como hematopoiético, hepático, muscular, epitelial e neruoso. As células-tronco de linhagem hematopoiéticas já são usadas, com sucesso, no tratamento de linfomas, leucemias e algumas doenças lisossomais. As pesquisas com células-tronco estão na midia leiga há alguns anos por conta de vários experimentos com animais. A internet proporcionou aos pacientes e a seus familiares amplo e fácil acesso a informações sobre linhas de pesquisa, debates éticos e possíveis usos terapêuticos dessas células.

Já existem trabalhos publicados envolvendo doença de Parkinson, diabetes tipo 1, disturbios circulatórios e doenças neuromusculares; seus resultados, porém, ainda carecem de melhores bases científicas para a utilização rotineira e prática do método. No Brasil, a Lei Federal 11. 105, de 24 de março de 2005, regulamentou as pesquisas nessa área e permite o uso de célula- tronco embrionária para pesquisa e terapia.

Essas células devem ser obtidas de embriões humanos produzidos por fertilização in vitro, não utilizados no procedimento, devem ser embriões inviáveis e que tenham sido mantidos congelados por mais de três anos. É obrigatória a obediência às seguintes condições: haver consentimento dos genitores, bem como a submissão prévia dos projetos à apreciação e aprovação dos respectivos comitês de ética em pesquisa. A lei veta a comercialização de material biológico para esse uso. Vale ressaltar que a clonagem humana foi proibida pela mesma lei. Essas pesquisas poderão propor nov 0 DF 11

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