AVANÇOS E LIMITAÇÕES
DAS PESQUISAS COM
CÉLULAS-TRONCO (CT)
Roberta Lopes da Silva Trois, MSC
Jacqueline da C. E. Piccoli, bióloga, MSC, PhD
O QUE É CÉLULA-TRONCO?
Tipo especial de célula capaz de:
se diferenciar e constituir diferentes tecidos no organismo
 Auto-replicação
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 outras
células 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
CÉLULAS-TRONCO
Desenvolvimento Humano
Célula ovo
embrião
embrião c/ 3
dias
Célula-tronco
Embrionária
Totipotente
embrião c/ 5-7 embrião c/ 4
dias
semanas
Célula-tronco
Embrionária
Pluripotente
embrião c/ 6
semanas
Recémnascido
CT do tecido
fetal
Célula-tronco
Embrionária
(Células germinais
primordiais)
Pluripotente
Pluripotente
Adulto
Teratocarcinoma
Célula-tronco
Adulto
Pluripotente
CT do cordão umbilical
e/ou placenta
CT de
carcinoma
embrional
Pluripotente
Pluripotente
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 progenitoras
de tecidos específicos (oligo e unipotentes)
CÉLULAS TRONCO
EMBRIONÁRIAS OU
EMBRIÔNICAS
DESENVOLVIMENTO PRÉ- EMBRIONÁRIO INICIAL
1º Dia
2-6º dias
MCI
Útero
Blastocisto
Fertilização
Clivagem
Final da Clivagem
Massa Celular Interna
ou
Embrioblasto
Formada por células
totipotentes com
capacidade de formar
todos os tipos de
células que existem
no ser humano
Ectoderme
Mesoderme
Endoderme
todos tipos
de tecidos
CÉLULAS-TRONCO
EMBRIONÁRIAS
CÉLULAS TRONCO EMBRIONÁRIAS
Proveniência
Blastocistos obtidos a partir de
fertilização in vitro
Embriões/fetos abortados
Clonagem (SCNT)
Originam todo tipo de tecidos (pluripotentes)
PREPARAÇÃO DE CÉLULAS TRONCO
VIA 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 quantidade
de 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
INDUZIDO A
DIVIDIR
n
MITOSES
Óvulo não fecundado
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
CORAÇÃO
TECIDO
ADIPOSO
CABELO E
PELE
DENTE DE
LEITE
SEIO
PÂNCREAS
MEDULA
ÓSSEA
CORDÃO
UMBILICAL*
Recém Nascido
MEDULA ÓSSEA
TRANSPLANTE DE MEDULA ÓSSEA
As 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
SANGUE DO CORDÃO UMBILICAL
 Rico em CT
SCU
Pode ser usado na reconstituição
hematopoética
São menos imunorreativas
Material de fácil obtenção
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.
BANCOS PÚBLICOS DE CÉLULAS-TRONCO
DE CORDÃO UMBILICAL
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 célulastronco de cordão umbilical, a partir da criação do IPCT
(Instituto de Pesquisa com Células-Tronco)
Luta pela Vida12/01/2012 | 19h38
Reynaldo Gianecchini foi submetido a transplante de células-tronco
Ator, 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 célulatronco pluripotente se diferencie em um tecido
específico ainda é um mistério que está sendo
investigado.
AFINAL,
O QUE É POSSÍVEL?....
A Promessa de Pesquisas com Células-Tronco
Desenvolvimento de
drogas e testes de
toxicidade
Cultura de Célula-Tronco
Pluripotentes
Terapia celular ou de tecidos
Experimentos para
estudos de
desenvolvimento e
controle gênico
MEDICINA
REGENERATIVA
TERAPIAS
• 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
O OBJETIVO É RECONSTITUIR O
TECIDO AFETADO PELA DOENÇA
COMO SE OBTEM CT PARA TERAPIA CELULAR?
CT embrionárias
cultura
Quais sinais induzem
a formação de
determinado tecido?
Se não for feita indução
química, se transformam
em uma miscelânea de
células! Parecem
preferir determinados
tipos!
Após
Obtenção das melhores
CT para desenvolver o
tecido de interesse
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
Hematopoéticas (medula óssea)
CT USADAS
Músculo esquelético
Transplante 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
Estudo com Mal de Chagas
(Ricardo R dos Santos – Centro de Pesquisas Gonçalo Muniz da
FIOCRUZ/Bahia)
• 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.
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
Tratamento de AVC
• 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.
É possível criar em laboratório,
a partir de CT,
órgãos para transplantes?
1. Obter um tipo de CT que possa se tornar um rim
(como saber se embriônica ou de tecido adulto?)
Para “criar” um
rim, por exemplo,
vc precisaria:
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
PRIMADO DO INDIVÍDUO
“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)
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.
LEI BRASILEIRA
Lei de Biossegurança
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!
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:
[email protected]