Células-tronco: tipos, aplicações e onde são encontradas - Ciência - 2023

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As células mãe Eles são um tipo de células encontradas naturalmente em todos os seres vivos multicelulares. Eles são caracterizados pela propriedade de se diferenciar em qualquer tipo de célula e se dividir para produzir mais células-tronco.

Este tipo de célula é muito importante desde antes do nascimento, pois poucos dias após a união dos dois gametas começam a se dividir e se multiplicar criando células-tronco que se especializarão e darão origem aos diferentes órgãos e tecidos do corpo do embrião.

A importância das células-tronco reside em seu incrível potencial para se desenvolver e formar quase qualquer tipo de célula. Essa habilidade pode ser usada para reparar e reabastecer células danificadas ou destruídas.

Atualmente, a aplicação clínica de células-tronco está sendo investigada em várias doenças, como Parkinson, Alzheimer ou algumas condições congênitas. Além disso, já existem produtos à base de células-tronco que começaram a ser usados internacionalmente na medicina ortopédica.

Existem células-tronco em adultos ou apenas em crianças?

As células-tronco continuam existindo em indivíduos adultos, embora em menor quantidade e com menos potencial do que na fase embrionária.

Essas células-tronco estão presentes em certas estruturas, como a medula óssea, os músculos e o cérebro; Graças a eles, as células danificadas podem ser substituídas e os órgãos podem continuar a funcionar normalmente.

Que diferenças eles têm com outros tipos de células?

Em geral, pode-se dizer que as células-tronco possuem três propriedades principais que as diferenciam de outras células:

Eles podem se reproduzir por longos períodos de tempo.
Eles não são especializados.
Eles podem se especializar em qualquer tipo de célula.

Essas propriedades os tornam potencialmente benéficos para o tratamento de algumas doenças causadas pelo desgaste ou degeneração de algumas células, como as doenças neurodegenerativas.

Essas incríveis propriedades das células-tronco foram investigadas pela primeira vez há apenas 35 anos, em 1981, quando um grupo de pesquisadores descobriu que era possível extrair células-tronco de um embrião de camundongo.

Só em 1998 os estudos realizados com camundongos puderam ser extrapolados para humanos, quando as primeiras células-tronco foram extraídas de embriões humanos e cultivadas in vitro para estudar sua função e propriedades. Essas células-tronco são chamadas de células-tronco embrionárias.

Em 2006, outro marco na história do estudo das células-tronco ocorreu, um grupo de pesquisadores descobriu como algumas células adultas poderiam ser geneticamente reprogramadas para dar origem a células-tronco que podem se especializar em alguns tipos de células. Este tipo de célula-tronco é denominado célula-tronco pluripotente induzida (iPS).

Embora muito progresso tenha sido feito na pesquisa com células-tronco nesses 35 anos, mais estudos ainda são necessários para melhor entendê-las e poder utilizá-las na criação de novas terapias e no estudo do desenvolvimento normativo humano.

Tipos de células-tronco

As células-tronco podem ser amplamente categorizadas de acordo com seu nível de maturação em células-tronco embrionárias, fetais, adultas induzidas e células-tronco pluripotentes induzidas.

Além disso, nem todas as células-tronco têm o mesmo potencial de se diferenciar em qualquer tipo de célula. Dependendo do tipo de célula em que as células-tronco podem ser diferenciadas, elas podem ser:

Totipotente (ou onipotente)

Eles podem se diferenciar em qualquer tipo de célula. Essas células só podem ser encontradas na mórula (conjunto de células que ocorre após a união dos dois gametas) e, teoricamente, nos embriões, embora ainda não tenha sido possível que as células-tronco embrionárias se desenvolvam e criem todos os tipos de células.

Pluripotente

Eles são o próximo passo para as células-tronco totipotentes e podem se diferenciar em quase qualquer tipo de célula. Culturas de células embrionárias e células-tronco induzidas são pluripotentes.

Multipotente

Eles podem se diferenciar em uma ampla variedade de células, mas apenas aquelas que pertencem a um grupo de células relacionadas. Por exemplo, as células multipotentes do coração só podem se diferenciar nos tecidos que constituem o coração. Essas células podem ser coletadas de fetos.

Oligopotente

Eles podem se diferenciar em vários tipos de células, por exemplo, para formar o mesmo tecido. As células-tronco adultas são oligopotentes.

Unipotente

Eles só podem se diferenciar em um tipo de célula. Essas células-tronco diferem das células adultas normais porque mantêm sua propriedade reprodutiva por um longo período de tempo (antes da diferenciação). Este tipo de células-tronco pode ser encontrado, por exemplo, em alguns músculos.

Célula-tronco embrionária

As células-tronco embrionárias são extraídas de embriões. A maioria vem de gametas que foram fertilizados in vitro e não de mulheres grávidas naturalmente. Em teoria, são totipotentes, ou seja, podem dar origem a qualquer tipo de células, embora no momento apenas alguns tipos de células possam ser cultivadas em laboratório.

Após a extração das células-tronco, é realizada uma cultura na qual as células e o material nutricional (meio de cultura) são introduzidos em uma placa de laboratório. Em cultura, as células crescem e começam a se dividir, criando uma fina camada que se estende por toda a superfície da placa.

Células-tronco fetais

As células-tronco fetais são obtidas de fetos (a partir da 10ª semana de gestação). Essas células podem ser encontradas na maioria dos tecidos do feto.

Essas células-tronco são multipotentes, ou seja, podem se diferenciar em alguns tipos de células que se relacionam, por exemplo, em vários tecidos semelhantes para formar o mesmo órgão.

Células-tronco adultas

Em alguns tecidos adultos, como pele, músculos, intestino e medula óssea, existem células-tronco adultas que podem proliferar e se diferenciar em células do mesmo tecido para substituir células mortas ou danificadas, portanto, são oligopoentes. As células-tronco adultas também podem ser encontradas no sangue do cordão umbilical.

Por exemplo, na medula óssea existem células-tronco do sangue que amadurecem em células sanguíneas maduras (glóbulos vermelhos, glóbulos brancos ou plaquetas).

A pesquisa com este tipo de células está bem avançada e os transplantes de células-tronco adultas da medula óssea ou do sangue do cordão umbilical estão sendo realizados para tratar doenças do sangue, como síndromes mielodisplásicas e mieloproliferativas.

O potencial terapêutico de outras células-tronco adultas, como as células mesenquimais, que produzem células de osso, cartilagem e gordura, estão atualmente sendo investigados para tratar doenças como a artrite.

Células-tronco pluripotentes induzidas

As células-tronco pluripotentes induzidas (iPS) já são células adultas especializadas (por exemplo, da pele) que foram geneticamente reprogramadas in vitro para ter as propriedades das células-tronco embrionárias.

Para reprogramar células adultas, elas são retiradas de adultos e cultivadas em uma placa, onde vírus criados em laboratório com genes específicos são inseridos para se integrar às células e modificar sua informação genética.

Embora as células iPS e as células embrionárias compartilhem muitas características, elas não são inteiramente iguais, essas diferenças estão sendo investigadas, assim como novos procedimentos para criar iPS.

Embora mais pesquisas sejam necessárias, as células iPS já estão sendo usadas para testar o efeito de alguns medicamentos que estão em testes clínicos e devem ser úteis para transplantes em um futuro próximo.

Os transplantes de células IPS não são realizados atualmente porque alguns estudos em animais resultaram em formações cancerosas, possivelmente devido à técnica usada para reprogramar as células.

Culturas de células-tronco

As culturas de células-tronco não são 100% eficazes, às vezes as células não crescem ou se dividem. Mas, quando a cultura for eficaz, grupos de células-tronco são coletados e novas populações são criadas, que continuarão se dividindo e começarão a se diferenciar. As células-tronco podem ser congeladas e armazenadas em qualquer ponto do processo.

Durante o cultivo, as células-tronco podem se agrupar espontaneamente e se especializar em qualquer tipo de tecido (muscular, nervoso ...). O fato de serem capazes de se especializar é um sinal de que as células estão em boas condições, mas idealmente o processo de especialização é controlado por pesquisadores para criar populações de células específicas.

Para controlar a diferenciação das células-tronco embrionárias, os pesquisadores modulam a composição química do meio de cultura, do quadrado ou das próprias células, inserindo nele genes específicos.

Por meio de vários estudos, protocolos foram criados indicando quais parâmetros devem ser modificados e como fazê-lo para criar culturas de células específicas.

No momento, os transplantes de células-tronco embrionárias não são realizados em humanos porque em alguns estudos com animais, observou-se que eles podem levar ao desenvolvimento de cânceres. A pesquisa ainda está em andamento e eles são uma grande promessa para tratamentos futuros.

Tratamentos com células-tronco

Atualmente, o uso clínico das células-tronco mais estudadas e utilizadas na prática é o transplante de células-tronco do sangue (hematopoiéticas) da medula óssea ou cordão umbilical. Eles são usados para tratar problemas de sangue e do sistema imunológico, bem como para renovar células danificadas após quimioterapia ou radioterapia.

Todos os anos, mais de 26.000 pessoas são tratadas na Europa com um transplante de células-tronco hemetapoiéticas todos os anos. As doenças que atualmente podem ser tratadas com um transplante são:

Leucemias e linfomas

Leucemia mielóide aguda.
Leucemia linfoblástica aguda.
Leucemia mielóide crônica.
Leucemia linfoblástica crônica.
Leucemia mielomonocítica juvenil.
Linfoma de Hodgkin.
Linfoma não-Hodgkin.

Doenças relacionadas à medula óssea

Anemia aplástica severa.
Fanconi anemia.
Hemoglobinúria paroxística noturna.
Aplasia pura de glóbulos vermelhos.
Trombocitopenia congênita / amegacariocitose.
Síndrome mieloproliferativa e mielodisplásica.
Mieloma múltiplo.

Doenças hereditárias do sistema imunológico

Imunodeficiência severa combinada.
Síndrome de Wiskott-Aldrich.

Hemoglobinopatias (doenças dos glóbulos vermelhos)

Beta talassemia major.
Anemia falciforme

Doenças metabólicas hereditárias

Doença de Krabbe.
Síndrome de Hurler.
Adrenoleucodistrofia.
Leucodistrofia metacromática.

Outros aplicativos

Outra aplicação dos transplantes de células-tronco são os enxertos de pele. Esta aplicação é talvez a mais antiga desde que foi usada antes de realmente entender como as células-tronco funcionavam.

Os enxertos de pele geralmente são feitos apenas em casos extremos, quando a pessoa tem grandes áreas de pele danificadas, por exemplo, em uma queimadura grave.

O primeiro enxerto de pele foi realizado em 1970 e desde então a técnica vem sendo aprimorada, embora ainda haja um longo caminho a percorrer, já que atualmente a pele enxertada é incapaz de desenvolver fulículas capilares ou glândulas sudoríparas.

Holoclar

A mais recente aplicação de células-tronco que foi aprovada na Europa foi o Holoclar, um tratamento para reparar os danos que a córnea pode ter sofrido, sejam eles feridas ou queimaduras.

O procedimento consiste em extrair uma pequena porção das células límbicas em bom estado, responsáveis pela reparação da córnea, e cultivá-las em laboratório até formarem uma fina camada córnea que pode ser transplantada para o olho do paciente.

Regeneração de tecido

Outras possíveis aplicações das células-tronco estão sendo investigadas em ensaios clínicos. As principais aplicações encontradas na investigação são a regeneração de tecidos e órgãos, o tratamento de lesões, o tratamento de doenças cardiovasculares e o tratamento de doenças cerebrais.

O uso de células-tronco para regeneração de tecidos e órgãos talvez seja sua aplicação mais estudada. Se órgãos ou tecidos são criados a partir de células-tronco, eles podem ser transplantados para pessoas que deles precisam, de fato, o primeiro rim com células-tronco já foi criado e os resultados são promissores.

Doenças cardiovasculares

Os resultados das pesquisas sobre o uso de células-tronco no tratamento de doenças cardiovasculares também são muito animadores.

Em 2013, um grupo de pesquisadores do Massachusetts General Hospital (Estados Unidos) criou vasos sanguíneos a partir de partes de células-tronco humanas que foram implantadas em camundongos e funcionaram corretamente. Atualmente a pesquisa está em andamento e eles estão tentando aplicá-la com segurança em humanos.

Doenças cerebrais

O uso de células-tronco para o tratamento de doenças cerebrais como Parkinson ou Alzheimer está sendo estudado usando células-tronco embrionárias por seu potencial de diferenciação. Os resultados parecem promissores, embora os estudos ainda estejam em um estágio muito inicial.

O estudo das células-tronco não é realizado apenas para tratar doenças, elas também são estudadas para entender o desenvolvimento normal de células saudáveis e entender melhor alguns processos, como divisão e diferenciação celular.

Referências

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