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 placentaPluripotente

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 ÓSSEAAs 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.

OBRIGADA!

Contato:

betatrois@gmail.com