O QUE SÃO CÉLULAS-TRONCO?
Células indiferenciadas que têm a
capacidade de se multiplicar e se diferenciar
em células especializadas.
São células capazes de gerar outras
células diferentes de si mesmas.
Ex. Enquanto uma célula da pele, por
exemplo, é capaz de reproduzir apenas mais
pele, as células-tronco são células ”mestres“
com
capacidade
de
diferenciar-se
em
qualquer célula.
Onde encontramos Célulastronco adultas?
• As células-tronco adultas são encontradas em
vários tecidos (como medula óssea,
sangue,fígado, polpa dentárea) de crianças e
adultos, e também no cordão umbilical e na
placenta.
TIPOS DE CÉLULAS-TRONCO ADULTAS
•
•
•
•
•
Cordão umbilical
Tecido adiposo
Polpa dentária
Sangue Menstrual
Liquído amniótico
Problema: não são capazes de
se diferenciar em
todos os tipos de
células humanas
http://www.objetivo.br/portal/img/roteiro_celulas_tronco3.jpg
Solução: utilizar células-tronco embrionárias
Células-tronco do cordão
umbilical
• O sangue do cordão umbilical é uma fonte de vida que
geralmente é descartada após o parto e que através
de um procedimento simples, pode representar a
esperança de vida e de cura para muitas pessoas.
As características especiais destas células – chamadas
“células da esperança” – tem demonstrado expressiva
vantagem quanto à sua eficácia terapêutica no
tratamento de inúmeras doenças onco-hematólogicas
onde estaria indicado o transplante de medula
óssea.Tais células demonstram um potencial superior
em transformarem-se em células do sistema nervoso,
músculo cardíaco, ossos, pele, entre outros tecidos.
Utilização das células-tronco
do cordão umbilical
Células-tronco da medula óssea
• As células-tronco encontradas na medula óssea são as
mais conhecidas.
Há pouco mais de três décadas, os transplantes de
células-tronco da medula óssea têm devolvido esperança
de vida a milhares de pacientes portadores de doenças
onco-hematólogicas, doenças imunológicas e genéticas.
Um obstáculo bastante considerável para o êxito deste
procedimento, é encontrar um doador compatível cujas
células-tronco de sua medula óssea possam ser
administradas ao paciente risco de rejeição.
A chance às vezes chega a 1 em 1 milhão. Este fato
tem ocasionado muito desalento a médicos e pacientes.
Utilização das células-tronco da
Medula óssea
CT Cordão Umbilical X CT Medula
óssea
Características e Vantagens:
1- As células-tronco do cordão umbilical estão
prontamente disponíveis para o uso, pois encontram-se
criopreservadas e armazenadas em tanques de
nitrogênio líquido. Este fato confere maior rapidez aos
tratamentos para os quais o transplante está indicado.
As células-tronco da medula óssea além de não
estarem prontamente disponíveis, exigem um exaustivo
processo de busca pela compatibilidade desejada.
CT Cordão Umbilical X CT Medula óssea
2- As células-tronco do cordão umbilical são menos
imunorreativas que as células da medula óssea,
diminuindo consideravelmente a ocorrência de
rejeição. Possibilitando, portanto, sua utilização
num universo maior de pacientes, além de
contribuir para o melhor êxito do transplante.
3- Ao contrário das células da medula óssea, as
células do cordão umbilical têm a vantagem
adicional de não terem sido submetidas às
agressões ambientais, físicas, químicas, biológicas
ou psíquicas, preservando seu potencial terapêutico
intacto.
Células-tronco Adultas
Local
Origem
Característica
Indicação
Cordão
Umbilical
Sangue do cordão umbilical de
recém- nascidos
São mais potentes que as
de medula e oferecem
menos risco de rejeição
em transplantes
Apenas
para
tratar
doenças do sangue. São
uma segunda opção em
relação às células de
medula, pois seus riscos
de infecção são maiores
Medula óssea
Parte interna dos ossos. A
maior concentração delas está
na bacia.
São as células-tronco
mais
utilizadas
em
transplantes e pesquisas,
já que são estudadas há
mais tempo e obtê-las é
relativamente fácil.
Tratamento de doenças do
sangue. Estudos avaliam
sua eficácia para tratar
de doenças auto-imunes,
como lúpus e diabetes tipo
1, e disturbios
cardiovasculares.
Fetais
Tecidos de fetos abortados,
especialmente os
germinativos, ou seja, os
testículos de fetos masculinos
e ovários de fetos femininos.
Apresentam baixíssimo
risco de rejeição. A
forma de obtenção dos
fetos, portanto é
polêmica e envolve várias
questões éticas.
São usadas especialmente
na China onde as leis
sobre aborto são bastante
liberais. Os pesquisadores
usam essas células para
tratar doenças como o
Parkinson.
Tecidos
Cérebro, pele, coração,
olhos,dentes, intestino,
músculos, gordura e sangue,
entre outros.
Seu uso é mais restrito
por serem de difícil
multiplicação e por sua
dificuldade em se
transformar em outros
tipos de células.
Em geral, são usadas em
transplantes feitos no
próprio paciente do qual
foram retiradas. Como
queimaduras e problemas
de retina.
Doenças Tratadas com célulastronco adultas
• Doenças Cardiovasculares
Células-tronco são retiradas da
medula óssea do paciente e implantadas
no músculo cardíaco.
• Lesões da Medula espinhal
Implante de células-tronco da
medula óssea na medula espinhal.
•
O uso de células-tronco para o reparo de
órgãos e tecidos lesados, abre as portas
para uma nova era, rica em possibilidades,
e batizada de medicina regenerativa.
Apesar do entusiasmo dos cientistas e
das esperanças depositadas por uma
parcela considerável da população que
poderá um dia beneficiar-se do
conhecimento gerado nessa área, são
necessárias muitas pesquisas,
financiamentos e disposições políticas,
éticas e morais para compor o cenário ideal
ao pleno desenvolvimento dessa área
terapêutica.
CÉLULAS-TRONCO EMBRIONÁRIAS
• Após fecundação dos gameta feminino e masculino, in vitro,
coloca-se em meio de cultura nutritivo, que desenvolve-se
em: 2 blastômeros, 4, 8, 16, mórula, blástula, gástrula,
nêurula, (embrião e feto).
• Na fase blástula são extraídas células que recebem
estímulos para se diferenciar em diversos tipos de tecidos
do corpo humano, que poderão ser usados para substituir
órgãos humanos danificados (pâncreas, fígado, músculos,
coração, etc).
http://www.quadrante.com.br/
Jpgs/especiais/031005/01_05.jpg
CLASSIFICAÇÃO DAS
CÉLULAS-TRONCO EMBRIONÁRIAS
http://bgdsancho1.no.sapo.pt/images/embriao_humano.gif
• Totipotentes: capazes de formar um ser humano
completo (até 4º. dia após fecundação)
• Pluripotentes: podem criar os 216 tipos de
tecidos humanos (5º. ao 14º. dia)
• Multipotentes: geram os tecidos dos quais se
originaram. (15º. dia em diante) – Ex. Célulastronco adultas de medula óssea geram as células
do sangue.
APLICAÇÃO DAS CÉLULAS-TRONCO
EMBRIONÁRIAS
- Substituir tecidos doentes ou lesionados, como
nos distúrbios neuromusculares ou em casos que
o organismo deixou de produzir alguma
substância como nas doenças de Parkinson e
diabetes, ou outras mais graves como câncer,
etc. (+ ou – 10 anos)
- Desenvolver novos
doenças genéticas.
medicamentos
para
INÍCIO DE UMA NOVA ERA CIENTÍFICA
• Transplante de medula óssea e autotransplantes
Problema: rejeição orgânica e morte dos pacientes
Solução: Análise
leucocitários
da
compatibilidade
dos
antígenos
• 1980 – Cambridge/Inglaterra – Cientistas Martin Evans e
Mario Cappechi e na Carolina do Norte/EUA – o Bioquímico,
Oliver Smithies
Experimento: retiraram células de embrião de camundongo
recém-fertilizado e fizeram alteração genética e reimplante
das modificações no embrião - as células se transformaram
em qualquer célula e se multiplicaram indefinidamente.
Supremo Tribunal Federal
e a Lei de Biossegurança
• Março/2005 – Aprovada e contestada por ADIN (Ação
direta de Inconstitucionalidade).
• Maio/2008 – Votação final: 6 votos a favor e 5 contra a
Lei.
Obs.: Uso de camundongos em laboratório equivalência de 99 % dos genes humanos e
desenvolvimento rápido (9 semanas).
CÉLULAS-TRONCO NO BRASIL
•
No dia 02/03/2005 – 22 horas, no Congresso Nacional, em Brasília, os
deputados brasileiros aprovaram a Lei de Biossegurança, que no seu artigo
5º. autoriza o uso de pesquisas com células-tronco embrionárias.
• Neste caso, os embriões encaminhados a pesquisa devem ser
gerados em clínicas de fertilização in vitro e congelados há mais de 3
anos e/ou serem considerados sem qualidade para serem
implantados em útero para gerar um novo ser humano. Seu uso deve
ser autorizado pelos genitores e pelo conselho de ética e pesquisa da
instituição do cientista pesquisador (pessoa jurídica pública ou privada:
universidades, laboratórios e serviços de saúde).
•
A Lei de Biossegurança proíbe a clonagem terapêutica e reprodutiva.
•
A Lei dos Transplantes de Órgãos proíbe a comercialização de material
biológico.
• No dia 30/05/2005, o Procurador-geral da República Cláudio
Fonteles
entrou
com
uma
Ação
Direta
de
Inconstitucionalidade (ADIN) contra o artigo 5º. da Lei da
Biossegurança.
• Em 20.04.2007, o STF realizou de forma inédita uma
audiência pública sobre o uso de células-tronco
embrionárias – 20 especialistas debateram o tema durante 1
ano.
• Em 05.03.2008, o STF começou o julgamento, que terminou
em maio, com 6 x 5 votos.
• Na pesquisa do IBOPE/2008, com a população em geral, 75
% é favorável as pesquisas; 25 % concorda, mas impõe
restrições e 5 % discorda totalmente.
Clonagem
• Originada da palavra grega Kólon, é
basicamente uma forma de reprodução
assexuada – indivíduos idênticos ao
provedor do DNA.
Clonagem
• Técnicas de duplicação utilizadas em
genes, células, tecidos, órgãos e seres
vivos;
• ocorre naturalmente em organismos
unicelulares e plantas;
• Pode ser definida como método artificial
de reprodução – utiliza células somáticas
no lugar de células germinativas;
• Fecundação substituída por fusão.
Clonagem
• No processo , os indivíduos resultantes
são gerados de outro pré existente, e
portanto terão as mesmas características
genéticas cromossômicas do “doador”.
• Em seres humanos, isso só acontece no
caso de gêmeos univitelinos.
Histórico da clonagem
• 1938: Idéia da clonagem. Hans Spermann
- proposta de transferência do núcleo de
uma célula em estágio tardio de
desenvolvimento para um óvulo;
• 1952: 1a experiência do gênero Clonagem de girinos;
• 1970: pesquisa com embriões de Ratos;
• 1979: pesquisa com embrião de ovelhas;
Histórico da clonagem
• 1981: Pesquisadores da Universidade de
Genebra (Suíça) – clones de ratos a partir
de células embrionárias;
• 1984: Stean Willadsen (Universidade de
Cambridge) clonou uma ovelha a partir de
células embrionárias jovens.
• Técnicas foram repetidas com outros
animais;
Histórico da clonagem
• 1996: Surgiu a Dolly, que teve seu
nascimento anunciado em 1997,
tornando-se um marco na Era
Biotecnológica.
Métodos de clonagem
• Basicamente dois métodos:
• Extração do material genético de célula
somática e inserção em óvulo cujo núcleo
com DNA tenha sido retirado;
• Fusão de uma célula inteira com um óvulo
sem material genético.
Clones em Humanos
1) As células somáticas são retiradas do doador 2) Essas células são cultivadas
em laboratório 3) De uma doadora colhe-se um óvulo não fertilizado 4) O núcleo
contendo DNA é retirado do óvulo 5) A célula cultivada é fundida ao óvulo por
meio de corrente elétrica 6) Agora temos o óvulo fertilizado com nova
informação genética 7) Este óvulo vai se desenvolver até a fase de blástula
(embrião com mais de 100 células) onde estão as células tronco.
Animais Clonados
•
•
•
•
•
Ovelhas
Macacos
Porcos
Ratos
Cabras
•
•
•
•
Sapos
Mamutes
Cachorros
Bovinos
CLONAGEM ANIMAL
• Em 1997 um anúncio
marcou a história da
genética
• ovelha da raça Finn
Dorset chamada de
Dolly.
Dolly, o marco
• Fevereiro de 1997 - o
escocês Ian Wilmut,
do Instituto Roslin –
Primeira experiência
de Clonagem
Como foi realizado o processo de
clonagem da ovelha Dolly?
• Eles isolaram uma célula mamária congelada de uma
ovelha da raça Finn Dorset de seis anos de idade e a
colocaram numa cultura com baixa concentração de
nutrientes. Com isso a célula entrou em um estado de
latência parando de crescer. Em paralelo, foi retirado o
óvulo não fertilizado de uma outra ovelha, da raça
Scottish Blackface, de cor escura. Desse óvulo não
fertilizado foi retirado o núcleo, transformando-o em um
óvulo não fertilizado e sem núcleo.
Como foi realizado o processo de
clonagem da ovelha Dolly?
• Através de um processo de eletrofusão
ocorreu a união do núcleo da ovelha da
raça Finn Dorset com o óvulo sem núcleo
da ovelha da raça Scottish Blackface,
dando início à divisão celular: uma célula
em duas, duas em quatro, quatro em oito
e assim por diante.
Como foi realizado o processo de
clonagem da ovelha Dolly?
• Na fase de oito a 16 células, as células se
diferenciam formando uma massa de células
internas originando o embrião propriamente dito.
Após seis dias, esse embrião, agora com cerca
de 100 células, é chamado de blastocisto. O
blastocisto foi colocado no útero de uma outra
ovelha da raça Scottish Blackface que funcionou
como "barriga de aluguel". Após a gestação,
esta ovelha que é escura deu à luz um filhote
branquinho da raça Finn Dorset chamada Dolly.
Glandulas mamárias de ovelha de
pela branca
Núcleo implantado em um ovócito
anucleado, proveniente de outra
ovelha de pelagem negra
O embrião resultante foi implantado
no útero de uma terceira ovelha
A esquerda ovelha da raça Finn Dorset e a
direita ovelha da raça Scottish Blackface
QUAL FOI A GRANDE
DESCOBERTA?
• O maior feito dos cientistas, foi fazer com
que uma célula adulta se tornasse
totipotente (células-tronco) de novo. As
células-tronco (ou totipotentes) possuem a
capacidade de se diferenciarem em
diferentes tipos de células, em um
processo antes considerado irreversível.
QUAL FOI A GRANDE
DESCOBERTA?
• Estava aberto o caminho para a clonagem
terapêutica e a terapia por células-tronco.
Apesar do sucesso da clonagem, a
técnica apresentou alguns erros:
• A ovelha Dolly não era tão idêntica ao
doador do núcleo, apesar de herdar da
ovelha branca o DNA contido nos
cromossomos do núcleo da célula
mamária, ela também herdou da ovelha
escura o DNA contido nas mitocôndrias,
organelas que ficam no citoplasma das
células.
Com o passar do tempo foi percebido que
Dolly apresentava as extremidades dos
cromossomos (telômeros) diminuída
gerando envelhecimento celular precoce.
Devido ao envelhecimento, Dolly sofria de
artrite no quadril e joelho da pata traseira
esquerda. Sugere-se que isto ocorra pelo
fato de que ela tenha sido criada a partir de
uma célula adulta de seis anos (idade da
ovelha doadora do núcleo), e não de um
embrião.
Dolly foi sacrificada aos 6 anos de
idade, depois de uma vida marcada por
envelhecimento precoce e doenças.
Em seus últimos dias, Dolly estava com
uma doença degenerativa e incurável
nos pulmões. Os problemas de saúde
de Dolly levantam dúvidas sobre a
possibilidade da prática de copiar a
vida.
Dolly (1997-2003)
•
•
•
•
Sacrificada
Doença degenerativa pulmonar
Doença típica de ovelhas velhas
Expectativa de vida das ovelhas: 6 anos
mas podem viver até 12 anos.
Pontos positivos da clonagem:
• Utilização da técnica de clonagem para obtenção de
células tronco a fim de restaurar a função de um
órgãos ou tecido.
• A clonagem "terapêutica" teria a vantagem de não
oferecer riscos de rejeição se o doador fosse a própria
pessoa. (ex.: reconstituir a medula em alguém que se
tornou paraplégico após um acidente, ou substituir o
tecido cardíaco em uma pessoa que sofreu um infarto).
• Diminuição ou fim do tráfico clandestino de órgãos
• Ajudar casais inférteis que não podem ter filhos,
mesmo após anos de tratamento de infertilidade.
• Melhoramento animal, resgate de material genético,
maximização do potencial genético de uma raça.
Macacos
-Criado no EUA, o
primeiro primata
geneticamente
modificado do mundo,
teve um gene do animal
marinho inserido em seu
DNA.
-Nova cobaía
transgênica –muito mais
semelhante ao homem
do que os tradicionais
ratos modificados de
laboratório.
Ratos
-Cientistas do Havaí clonaram o primeiro adulto do sexo
masculino – o rato Fibro.
-Criado a partir de um pedaço do rabo de um
camundongo: foram colhidos 700 óvulos produzidos por
ratas e descartaram o núcleo deles. O material foi
substituído por células extraídas da cauda do doador.
Apenas 274 embriões resultaram dessa operação e
foram implantadas em 25 ratas que funcionaram como
“mães de aluguel”.
-O índice de sucesso foi baixíssimo: apenas Fibro
sobreviveu.
Sapos
• 1952-Primeira experiência com clonagem de
girinos a partir de células somáticas
• 1962- mesmo procedimento com sapo adulto
• 1975-transferência de células de pele de rãs
adultas para ovos Xenopus enucleados
Sapos
Os anfíbios foram os
primeiros organismos
superiores a serem
clonados
Cachorros
O animal mais
recentemente clonado!!!
- Intenção clonar animais de
estimação e animais de grande
potencial pecuário para novas
opções de mercado
Clones Brasileiros
• Bovinos
As pesquisas em reprodução animal na
Embrapa começaram em 1984, e são o
resultado da tecnologia de transferência
nuclear. Vitória foi obtida como resultado de
núcleos transferidos de um embrião de cinco
dias coletado de uma vaca simental pela
técnica de transferência de embriões clássica,
na qual uma célula é enucleada (célula
recipiente) e depois é feita a fusão com a célula
doadora retirada de um embrião. Foto:
divulgação.
Clonagem na Agricultura
• Propagação de plantas assexuadamente –
Clonagem
• Vantagem dessa tecnologia: uniformidade
• O ambiente pode interferir,mas se as plantas
tem a mesma constituição genética, maior
controle
• Com a seleção genética é possível multiplicar
plantas que já foram modificadas
CLONAGEM REPRODUTIVA e TERAPÊUTICA
• Retira-se o núcleo de um óvulo doado
• Coleta-se uma célula adulta de outro doador e
retira-se o núcleo (Ex. Célula da Pele)
• Implanta-se o núcleo da célula adulta (pele) no
óvulo sem núcleo
• Na Clonagem reprodutiva (1996): o óvulo com o
novo núcleo é implantado em um útero que
gestará o ser vivo, CLONE. Ex. Ovelha Dolly.
• É PROIBIDA EM SERES HUMANOS.
Clonagem terapêutica
• Conceito: é a técnica que fabrica embriões a partir da
transferência do núcleo da célula já diferenciada, de
um adulto ou embrião, para um óvulo sem núcleo.
• Não há o implante em um útero, logo não pode
reproduzir seres humanos.
• Vantagem: possibilita a obtenção de células-tronco
embrionárias pluripotentes, potencialmente capazes de
produzir qualquer tecido em laboratório, o que poderá
permitir o tratamento de doenças cardíacas, doenças
degenerativas(Alzheimer, Parkinson), câncer, além da
reconstituição de medula óssea, de tecidos queimados
ou tecidos destruídos etc, sem o risco de rejeição,
caso o doador seja o próprio beneficiado com a
técnica.
• Limitação: no caso de doenças genéticas, o doador
não pode ser a própria pessoa porque todas as suas
células têm o mesmo defeito genético.
• Na Clonagem terapêutica (2004): o óvulo não é
implantado em útero, mas mantido em
substância nutritiva em laboratório, se atingir o
estado de blástula (blastocisto) torna-se capaz
de produzir linhagens de células-tronco
embrionárias totipotentes, que podem ser
utilizadas em pesquisas para a cura de doenças.
(transferência nuclear ou transplante celular).
Transgênicos
Conceito
Transgênicos ou OGMs são organismos
manipulados geneticamente, de modo a
fornecer características desejadas pelo
homem.
OGMs possuem alterações em seu genoma
realizadas através da tecnologia do DNA
recombinante ou da Engenharia genética.
Objetivos
 A geração de transgênicos visa à obtenção de
características específicas por um organismo de
interesse.
 Resultados na área de transgenia já são
alcançados desde a década de 70, época na qual
foi desenvolvida a técnica do DNA recombinante.
 O primeiro transgênico foi a bactéria Escherichia
coli, que sofreu adição de genes humanos para a
produção de insulina na década de 1980.
Alimentos
Transgênicos
Alimentos Transgênicos
 Os alimentos transgênicos são modificados
geneticamente em laboratórios com o objetivo de
conseguir melhorar a qualidade do produto.
 Os genes de plantas e animais são manipulados
e muitas vezes combinados.
 Os organismos geneticamente modificados,
depois da fase laboratorial, são implantados na
agricultura ou na pecuária.
Alimentos Transgênicos
Animais
Transgênicos
Animais Transgênicos
 Em 1997, o primeiro bovino transgênico, a vaca Rosie,
produzia leite enriquecido com a proteína humana
lactoalbumina.
 Esse leite transgênico é mais nutritivo para humanos
que o leite natural, e poderia ser introduzido na
alimentação de crianças com carência de nutrientes
específicos.
 Há também pesquisas em curso voltadas para a
produção de leite transgênico contendo as proteínas
necessárias para o tratamento de doenças como
fenilcetonúria, enfisema hereditário e fibrose cística.
 Por exemplo, o Instituto A. I. Virtanen, da Finlândia,
gerou um bovino contendo um gene cuja proteína
correspondente promove o crescimento de hemácias em
humanos.
Exemplos
Suínos alterados
geneticamente
em laboratório produzem
gordura
que faz bem para o coração!
Mosquito Transgênico
Incapaz de transmitir a
dengue!
Países
Produtores de
Transgênicos
Aspectos Positivos.
• A vantagem é que são resistentes a insetos e pragas, se
adaptam à diferentes climas, são mais produtivos e
incorporam substâncias que auxiliam no combate à obesidade,
ao colesterol alto e outros.
• Outro ponto é o aumento de
produção de alimentos, que alguns especialistas afirmam
poder reduzir o
problema da fome. Esse aumento ainda poderia reduzir os
custos de
produção, facilitando assim a vida do agricultor.
Aspectos Negativos.
• Na natureza, os transgênicos empobrecem a biodiversidade e
eliminam abelhas, minhocas e outros animais, além de
espécies de plantas, também desenvolvem ervas daninhas
resistentes.
• Suspeitas de que esses produtos poderiam causar doenças
como o câncer, alergia, além de aumentar a resistência
contra agrotóxicos e antibióticos.