CÉLULAS TRONCO
Fatos, Ficção e Futuro
Nance Beyer Nardi
Departamento de Genética UFRGS
Fatos, ficção e futuro:
1.
Identidade, características básicas
2. Métodos de obtenção
3. Manutenção in vitro
4. Plasticidade
5. O papel do nicho
6. Aplicações terapêuticas
3 – Manutenção in vitro
3.1 – Manutenção in vitro de células-tronco
embrionárias
Células tronco embrionárias: manutenção in vitro
• primeiros experimentos: sobre camadas de células alimentadoras (MEF)
• 1988: mESC cultivadas com LIF
• 2001- : hESC cultivadas em meio semi-definido (MEF-condicionado + bFGF + Maqtrigel)
• procedimento laborioso
Deixadas em condições de cultivo que não mantenham
ativamente seu estado indiferenciado, as ESCs formam
os corpos embrióides.
Spherical embryoid bodies (EBs)
Células tronco embrionárias: diferenciação in vitro
Fig. 1. From blastocyst, to
embryonic stem cell line,
to somatic cells.
Estratégias:
• adição de ácido retinóico
• adição de vários fatores
de crescimento
• bloqueio de vias
inibitórias
•co-cultivo com células
diferenciadas
mistura heterogênea de
vários tipos celulares
indução e
seleção
Passier & Mummery. Origin and use of embryonic and adult stem cells in differentiation and tissue repair.
Cardiovascular Research 58 (2003) 324–335.
3.2 – Manutenção in vitro de células-tronco
adultas
Células-tronco do adulto: manutenção in vitro
Por que manter/expandir as células tronco?
• pesquisa
• isolamento de tipos específicos de células tronco para
terapia (e.g., MSCs da medula óssea)
• expansão do número de células tronco para terapia
(e.g., HSCs do sangue de cordão umbilical)
Células-tronco do adulto: manutenção in vitro
• condições de cultivo específicas para cada tipo celular e
espécie de origem
•meio de cultivo
•substrato
•adição de fatores de crescimento específicos
Cultivo de
células-tronco
hematopoiéticas
Cultivo de células-tronco
mesenquimais
Células-tronco do adulto: manutenção in vitro
• condições de cultivo específicas para cada tipo celular e
espécie de origem
•meio de cultivo
•substrato
•adição de fatores de crescimento específicos
• tempo de manutenção variável
• grau de dificuldade variável
RESULTADO:
MODIFICAÇÕES NA BIOLOGIA DA CÉLULA???
RESULTADO:
MODIFICAÇÕES NA BIOLOGIA DA CÉLULA???
Alguns tipos de células tronco são senescentes
Cai et al. In search of “stemness”. Experimental Hematology 32 (2004) 585–598.
Células-tronco do adulto: diferenciação in vitro
• cultivo sobre superfícies recobertas (e.g., fibronectina)
• adição de vários tipos de reagentes e fatores de crescimento
método empírico!
Extensa literatura.
MSC murina
Diferenciação da MSC em
osteoblasto (10-8 M dexamethasone,
5 mg/ml ascorbic acid 2-phosphate,
10 mM b-glycerophosphate)
Diferenciação da MSC em
adipócito (10-8 M dexamethasone
and 5 mg/ml insulin)
Fatos, ficção e futuro:
1.
Identidade, características básicas
2. Métodos de obtenção
3. Manutenção in vitro
4. Plasticidade
5. O papel do nicho
6. Aplicações terapêuticas
4 - Plasticidade das células-tronco
As células-tronco embrionárias têm, por definição,
plasticidade de 100%
As células-tronco embrionárias têm, por definição,
plasticidade de 100%
Futuro:
• quando esta expectativa
será alcançada?
Qual a plasticidade das células-tronco adultas?
Questão ainda não definida!!!
Ficção???
Múltiplos tipos de artefatos nos estudos in vitro
e in vivo.
MAPC
Multipotent Adult
Progenitor Cells
Catherine Verfaillie
MAPC
ectoderma
mesoderma
endoderma
Qual a plasticidade das células-tronco adultas?
Fatos:
1 – A plasticidade é bem maior
que inicialmente suposto.
2 – Alguns tipos de células-tronco
adultas são mais plásticas que
outros.
As células-tronco mesenquimais (MSCs) são as células-tronco de
adultos MAIS PLÁSTICAS conhecidas até o momento.
A plasticidade das células tronco do adulto depende de
transdiferenciação ou é devida a fusão celular?
5 – O papel do nicho
O contato com o nicho mantém as células-tronco quiescentes.
células + MEC + fatores
Cell, Vol. 116, 769–778, March 19, 2004
Fuchs et al. Socializing with the Neighbors: Stem Cells and
Their Niche
Contato com o nicho e a mitose assimétrica.