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Células Tronco: Conceitos e Aplicações Práticas
por: Antonio Carlos Bandouk - biólogo e coordenador do
site Biotemas
(Disponível em www.comciencia.br)
O isolamento e a cultura das primeiras cepas de células tronco
pluripotentes abriram novas perspectivas para o desenvolvimento
de novas pesquisas e tecnologias nas áreas biológicas
e médicas. Promessas de terapias e de estratégias
de prevenção de doenças hereditárias,
bem como, discussões mais aprofundadas das questões
éticas relacionadas a este tema, merecem ser avaliadas com
mais cautela. Este artigo pretende esclarecer alguns dos principais
conceitos e algumas definições mais importantes referentes
ao estudo das células tronco, e, também, discutir
as possíveis aplicações advindas do desenvolvimento
destas pesquisas.
O que são células tronco?
Definimos células tronco como aquelas células que
tem o potencial de se multiplicar ad infinitum dando origem a células
mais e mais especializadas. É isto o que acontece durante
o desenvolvimento humano normal. O espermatozóide, ao fecundar
o óvulo, gera uma nova célula, o ovo fertilizado,
que daí para frente deverá formar um organismo completo,
diferenciando-se em tecidos e órgãos especializados.
A esta capacidade do ovo fertilizado damos o nome de totipotência.
Assim o ovo fertilizado é dito totipotente, pois o seu potencial
de diferenciação é total. As primeiras divisões
do ovo fertilizado geram células totipotentes idênticas.
No útero materno qualquer destas células terá
potencial para desenvolver um novo embrião. É assim
que se formam os gêmeos idênticos: durante os primeiros
estágios de divisão do ovo fertilizado, duas células
totipotentes se separam e desenvolvem dois novos indivíduos
geneticamente iguais.
Passados quatro dias após a fertilização, as
células totipotentes começam a se especializar e formam
uma esfera oca, denominada de blastocisto, com uma camada externa
e uma massa celular interna. A camada externa de células
do blastocisto, o trofoderma, formará a placenta e outros
anexos. A massa celular interna do blastocisto deverá formar
o próprio embrião. As células da massa celular
interna são ditas pluripotentes, pois podem originar diversos
tipos de células, mas não a placenta e os anexos.
O potencial de tais células não é total, portanto.
Agora as células tronco pluripotentes deverão sofrer
mais especializações e originar novas células
tronco, as quais deverão gerar células com funções
específicas. Assim temos as células tronco do sangue,
encontradas na medula óssea de crianças e adultos,
e que levam a formação dos glóbulos vermelhos,
brancos e das plaquetas. Temos também as células tronco
da pele, que dão origem aos vários tipos de células
deste tecido. A estas células, ainda mais especializadas,
damos o nome de células multipotentes.
Células Tronco no Laboratório
No laboratório as células tronco pluripotentes podem
ser geradas por dois métodos: o método do Dr. Thomson
e o método do Dr. Gerhart.
No método desenvolvido pelo Dr. Thomson as células
tronco pluripotentes foram isoladas diretamente da massa interna
de embriões humanos (blastocistos). O Dr. Thomson recebeu
os embriões de clínicas especializadas em fertilização
in vitro. Tais embriões estavam em excesso e tinham propósito
reprodutivo, apenas. A autorização para utilizá-los
com propósitos científicos foi dada pelos seus genitores.
Assim o Dr. Thomson isolou as células da camada interna do
blastocisto, cultivou-as, e, finalmente, produziu uma linhagem de
células pluripotentes.
Já no método do Dr. Gearhart as células tronco
pluripotentes são isoladas do tecido fetal. Tais células
são obtidas com a autorização de doadoras que
decidiram interromper a gravidez. O Dr. Gearhart utilizou células
de uma região do feto destinada a produzir testículos
ou ovários. Embora as células desenvolvidas nos laboratórios
do Dr. Gearhart e do Dr. Thomson tenham vindo de fontes diferentes
elas aparentemente eram muito similares.
Outra maneira de se isolar células tronco é pela técnica
do transplante nuclear de células somáticas (SCNT).
De acordo com esta técnica primeiro isola-se uma célula-ovo
animal e remove-se o seu núcleo. O material que resta contém
nutrientes e outras substâncias produtoras de energia, essenciais
para o desenvolvimento do embrião. Então, em condições
laboratoriais adequadas, uma célula somática (qualquer
célula de um organismo que não o espermatozóide
ou o óvulo) é colocada próximo ao ovo, cujo
núcleo havia sido previamente removido, e fusionada a este.
A célula resultante e os seus descendentes imediatos, teoricamente
tem potencial total para se desenvolver num organismo completo,
ou seja, tal célula é totipotente. Formado o blastocisto
as células da massa interna serão usadas para desenvolver
linhagens de células tronco pluripotentes. De fato, qualquer
método que possa formar um blastocisto humano, serve como
fonte de células tronco pluripotentes.
Importância para a Ciência e para a Medicina
O isolamento das células tronco pluripotentes deverá
ser de importância fundamental para o avanço da ciência
e da medicina. O estudo das células tronco deverá
nos ajudar na compreensão dos eventos mais complexos que
ocorrem durante o desenvolvimento humano, como a identificação
dos fatores envolvidos nos processos de tomada de decisão
das células, processos que resultam na especialização
celular. Saber como os genes "ligam" ou "desligam"
é de importância central para a compreensão
destes processos. Algumas de nossas doenças mais sérias,
como o câncer ou os defeitos congênitos são devido
a especializações anormais das células e a
problemas relacionados à divisão celular. Uma melhor
compreensão dos processos celulares nos permitirá
delinear os erros fundamentais que causam estas doenças freqüentemente
mortais.
As pesquisas com células troncos humanas poderão mudar
a maneira pela qual desenvolvemos novas drogas e novos testes para
estas drogas. Por exemplo, novos medicamentos poderão ser
inicialmente testados usando-se linhagens de células humanas
oriundas de células tronco pluripotentes. Assim, somente
as drogas que se mostrarem seguras e apresentarem algum efeito benéfico
na linhagem celular onde foram testadas, poderão ser utilizadas
em testes com animais e seres humanos.
Talvez a aplicação mais difícil de se concretizar
seja a geração de células e tecidos para o
uso em "terapias celulares". Muitas doenças e desordens
resultam de uma interrupção da função
celular ou da destruição de tecidos do corpo. Hoje
é muito comum utilizarmos órgãos doados para
substituir tecidos que estão doentes ou que foram danificados.
Infelizmente o número de pessoas que sofrem destas desordens
é muito maior que o número de órgãos
disponíveis para transplante. Células tronco pluripotentes
estimuladas para desenvolver tecidos especializados, ofereceriam
a possibilidade de uma fonte renovável de células
e tecidos para tratar de uma variedade de doenças como mal
de Parkinson, mal de Alzheimer, diabetes, queimaduras osteoartrites
e etc. Em quase todas as áreas da medicina podemos vislumbrar
uma possível aplicação das células tronco
pluripotentes.
Tais pesquisas, por enquanto, ainda são muito promissoras.
Precisamos fazer muito para concretizarmos tais inovações.
Os desafios tecnológicos relacionados a essas descobertas
poderão ser incorporados nas práticas clínicas.
Antes de começarmos a usar tais células para o transplante
teremos que superar o bem conhecido problema da rejeição
do sistema imune. As células tronco pluripotentes a serem
transplantadas seriam derivadas de embriões ou tecidos fetais
geneticamente diferentes das células do organismo receptor.
Pesquisas futuras seriam necessárias para se tentar minimizar
a incompatibilidade dos tecidos ou para se criar um banco de tecidos
com os tipos mais comuns.
Células Tronco Adultas
Quanto às células tronco adultas já sabemos
que podem ser encontradas apenas em alguns tipos de tecidos adultos.
Até recentemente pensava-se que células tronco não
pudessem estar presentes no tecido nervoso, mas de uns poucos anos
para cá células tronco neurais puderam ser isoladas
de tecidos do sistema nervoso de ratos e camundongos adultos. Nos
humanos as células tronco neurais já foram isoladas
de tecido fetal, e um tipo de célula que pode ser considerada
uma célula tronco neural foi isolada de tecido cerebral adulto,
cirurgicamente removido durante um tratamento de epilepsia.
Pensava-se, também, que as células tronco adultas
multipotentes não pudessem mudar o curso de seu desenvolvimento;
assim, células tronco multipotentes do fígado somente
gerariam células típicas deste tecido, a mesma coisa
para as células tronco da pele e do sangue. Recentes pesquisas
com animais, entretanto, estão levando os cientistas a mudar
esta visão. Por exemplo: experimentos recentes feitos com
camundongos sugerem que, quando células tronco neurais são
transplantadas para a medula óssea, elas parecem produzir
uma variedade de células do tecido sanguíneo. Além
disso estudos com ratos tem indicado que células tronco encontradas
na medula óssea foram capazes de produzir células
do fígado.
Embora o uso de células tronco adultas permaneça ainda
uma promessa devemos saber que existem algumas limitações
significativas sobre a possibilidade de sua utilização
para fins médicos. Antes de mais nada, devemos saber que
as células tronco adultas ainda não foram isoladas
para todos os tipos de tecidos humanos. Embora muitos tipos diferentes
de células multipotentes tenham sido identificadas, células
tronco adultas para todos os tipos celulares ainda não foram
encontradas em humanos adultos. Por exemplo: nós ainda não
encontramos células tronco adultas cardíacas ou células
tronco adultas do pâncreas.
Em segundo lugar, células tronco adultas estão presentes
em pequenas quantidades, são difíceis de se isolar
e purificar, e o seu número pode decrescer com o passar dos
anos. Por exemplo: células do cérebro de adultos,
que podem ser células tronco neurais, puderam ser obtidas
somente quando da remoção de uma porção
do cérebro de pacientes epilépticos, procedimento
pouco comum.
Qualquer tentativa de se usar células tronco do próprio
corpo do paciente em terapias celulares deverá ser precedida
de um isolamento destas células e posterior cultura das mesmas,
até que se consiga um número suficiente para dar prosseguimento
ao tratamento. Para algumas desordens mais agudas talvez não
haja tempo o suficiente para se cultivar tais células, até
que se consiga uma quantidade adequada. Em outras desordens, causadas
por defeito genético, tal defeito poderá estar presente
já nas células tronco do próprio paciente,
o que as torna impróprias para o transplante. Existem evidências
que mostram que as células tronco adultas não tem
a mesma capacidade de proliferar que as células mais jovens.
Além disso, células tronco adultas podem conter muito
DNA defeituoso, devido a exposição ao meio, como a
luz do sol, toxinas e devido aos esperados erros que surgem com
a replicação do DNA, durante o transcorrer da vida.
Essas potenciais fragilidades podem limitar a utilização
de células tronco adultas.
Pesquisas relacionadas aos primeiros estágios da especialização
celular não são possíveis com células
tronco adultas, já que elas estão mais distanciadas
do caminho que leva a especialização do que as células
tronco pluripotentes. Além disso, uma linhagem de células
tronco adultas pode ser capaz de formar talvez três ou quatro
tipos de tecidos, mas não há evidências de que
células tronco adultas, humanas ou animal, sejam de fato
pluripotentes. De fato não há evidência de que
células tronco adultas tenham o potencial característico
das células tronco pluripotentes. Para se determinar as melhores
fontes de células e tecidos, que poderão ser utilizados
em terapias celulares é de vital importância o estudo
do potencial de desenvolvimento de células tronco adultas
e compará-lo com o das células tronco pluripotentes.
MEC realizará concurso
(Disponível em www.odontoconcursos.com.br)
Apesar de ainda não ter edital pronto nem datas definidas,
o Ministério da Educação realizará concurso
ainda este ano para preencher cerca de oito mil vagas entre servidores
e professores universitários .
As universidades receberão metade das vagas destinadas a
professores ficando a outra metade com as escolas federais . A situação
é mais dramática nos hospitais universitários
que pela elevada carência de pessoal se viram obrigados a
trabalhar com contratados utilizando para isto verbas do SUS, que
deveriam ser usadas apenas no custeio do atendimento aos pacientes
e não na contratação de pessoal.
