Reprogramação celular: novas alternativas para terapia com células-tronco

A combinação de técnicas de biologia molecular com reações imunocitoquímicas tem permitido a reprogramação de núcleos de células adultas, e experimentos feitos com esse objetivo empregando extratos citoplasmáticos de óvulos ou de células-tronco embrionárias apresentaram resultados bastante positivos. Por mecanismos ainda não totalmente elucidados, na reprogramação celular uma célula já especializada se torna novamente indiferenciada (pluripotente), abrindo caminho para a obtenção, no futuro, de tecidos com aplicações terapêuticas.

Análise microscópica fluorescente de células obtidas do cérebro de camundongo mantidas em cultivo. A foto mostra uma tripla marcação para nestina (vermelho), GFAP (verde) e núcleo celular (azul). Nestina é um marcador de células pluripotentes e GFAP é um marcador de astrócitos, um tipo celular do sistema nervoso. Células amarelas são duplamente marcadas com verde (GFAP) e vermelho (nestina), sugerindo uma transição do estado pluripotente para o estado diferenciado. Essas células são usadas em experimentos de reprogramação com extratos de citoplasma obtidos de óvulos de anfíbios. (foto: Juliana Mattos Coelho / aluna de iniciação científica – Laboratório de Embriologia de Vertebrados/UFRJ).

A reprogramação de células nervosas para um estado pluripotente é um mecanismo complexo, mas, se dominado, poderá criar meios de reparar traumas no sistema nervoso central e desordens neurológicas degenerativas. Trabalhando com astrócitos, um tipo de célula do tecido nervoso, nosso grupo obteve resultados preliminares promissores com a reprogramação dessas células no Instituto de Ciências Biomédicas da UFRJ.

Quando os cientistas norte-americanos Robert Briggs (1911-1983) e Thomas King (1921-2000) realizaram o clássico experimento de transferência nuclear em 1951, eles não imaginavam que iriam revolucionar a manipulação de estruturas celulares e abrir caminho para a clonagem animal. Tal experimento consistiu no transplante de núcleos de células de embriões jovens de rãs no estágio de blástula (fase inicial do desenvolvimento embrionário) para dentro de ovos recém-fecundados e enucleados de rãs, levantando a possibilidade de manipulações funcionais e de análises de alterações no genoma. Antes disso, manipulações de núcleos só haviam sido realizadas com sucesso em amebas, seres rudimentares constituídos de uma só célula.

Os experimentos iniciais de transplante de núcleos foram de grande importância para a clonagem e revelaram uma característica intrínseca do citoplasma das células embrionárias: sua capacidade de reprogramar o genoma de células adultas do organismo, tornando pluripotente uma célula diferenciada, ou seja, fazendo com que uma célula já especializada em determinada função seja capaz de gerar diferentes tipos celulares, com funções variadas. Uma clara evolução dessa idéia veio com as primeiras demonstrações de clonagem animal em anfíbios, mamíferos e outros vertebrados, indicando que a diferenciação celular é reversível.

A reprogramação nuclear é normalmente confundida com rediferenciação ou transdiferenciação, fenômenos em que células neurais, sangüíneas e de outros tecidos são capazes de se desenvolver em tecidos hospedeiros de natureza diferente, adquirindo características próprias destes últimos. Também tem sido demonstrado que estímulos hormonais ou culturas simultâneas de células diferentes podem promover a diferenciação de células musculares jovens em células de gordura, de células pancreáticas em células do fígado, de células da pele em células musculares jovens e de células de vasos sangüíneos em células musculares cardíacas.

Mas qual é então a diferença desses procedimentos para a reprogramação celular? Diferentemente de uma célula diferenciada ou parcialmente diferenciada que se transforma em outro tipo celular, também diferenciado, na reprogramação a célula já especializada, ou seja, já comprometida com determinado destino, volta a ser indiferenciada. Nesse caso, o ambiente e as condições de manutenção da célula são essenciais para influenciar seu novo destino.

José Garcia Abreu
Departamento de Anatomia, Instituto de Ciências Biomédicas,
Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
Karla Loureiro Almeida
Programa de Pós-graduação em Ciências Morfológicas, Instituto de Ciências Biomédicas,
Universidade Federal do Rio de Janeiro.

 

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