Cientistas do Instituto Salk para Estudos Biológicos, desenvolveram uma técnica para originar um grande número de células sanguíneas a partir de células do próprio paciente. A nova técnica será imediatamente útil em estudos com células estaminais e, mais ainda, quando aperfeiçoada poderá vir a ser usada em terapias com células estaminais numa ampla variedade de condições, incluindo cancro e doenças imunológicas. "Existem outras melhorias que precisamos fazer, mas isto é um passo importante para o objectivo final, que é a capacidade de recolher células normais de um paciente, induzi-las a transformarem-se em células estaminais, e, posteriormente, utilizar essas células estaminais para reconstruir os tecidos perdidos ou doentes, por exemplo, da medula óssea do paciente ", diz M. Inder Verma, PhD, professor de Biologia Molecular do Salk Institute Laboratory of Genetics. Verma é o autor responsável pelo estudo, publicado na revista Stem Cells.
Os investigadores de células estaminais andavam na corrida por este objectivo desde 2006, quando as técnicas para transformar células de pele comuns em células estaminais pluripotenciais induzidas (iPSCs) foram divulgadas. As iPSCs imitam as células estaminais embrionárias (CES) a partir do qual os organismos se desenvolvem. Os investigadores querem agora descobrir as quais os factores necessários para induzdir as iPSCs a amadurecer em células estaminais específicas para um determinado tecido. Estas últimas são auto-renováveis, podendo ser transplantadas, multiplicando-se localmente e produzindo células do tecido maduro.
Os investigadores de células estaminais andavam na corrida por este objectivo desde 2006, quando as técnicas para transformar células de pele comuns em células estaminais pluripotenciais induzidas (iPSCs) foram divulgadas. As iPSCs imitam as células estaminais embrionárias (CES) a partir do qual os organismos se desenvolvem. Os investigadores querem agora descobrir as quais os factores necessários para induzdir as iPSCs a amadurecer em células estaminais específicas para um determinado tecido. Estas últimas são auto-renováveis, podendo ser transplantadas, multiplicando-se localmente e produzindo células do tecido maduro.
No entanto, os investigadores ainda não sabem como induzir as iPSCs para se tornarem células estaminais de tecidos específicos ou células de tecidos maduros, com alta eficiência. "Temos vindo a produzir essas células em quantidades que são muito baixas para que possam ser estudadas com facilidade, muito menos usadas para terapias", diz Aaron Parker, um investigador no laboratório de Verma, que é co-autor do artigo.
Como muitos outros laboratórios de pesquisa de células estaminais, o laboratório de Verma vem tentado encontrar formas mais eficientes para transformar as iPSCs em células estaminais hematopoiéticas (HSCs). Estas podem ser mais valiosas do que quaisquer outras células estaminais de tecidos específicos, pois podem providenciar não só o transporte de oxigénio (pois originam glóbulos vermelhos) mas também todos os glóbulos brancos do sistema imunológico. "Haveria um número quase ilimitado de aplicações para as HSCs", disse Verma.
Para o presente estudo, a equipa de pesquisa procurou criar um ambiente que melhor imita as condições que naturalmente promovem a mudança de CES para HSCs. "Pegamos em sete linhas de CES humanos e iPSCs, e experimentamos diferentes combinações e sequências de factores de crescimento e outros compostos químicos que são conhecidos por estar envolvidos na passagem das CES para HSC num ser humano em desenvolvimento", diz Parker.
Aplicando cocktails desses factores, Parker, Woods e os seus colegas induziram as iPSCs e CES a formar colónias de células, que apresentavam os marcadores moleculares característicos das células sanguíneas. Com a melhor combinação dos factores, foi possível detectar marcadores específicos do sangue em 84% das células, após três semanas. "Isto é um grande salto em eficiência em comparação com o que se obtinha há uns anos atrás", diz Parker.
A técnica ainda tem margem para melhorias. Os investgadores detectaram células progenitoras e células maduras de apenas uma categoria ou linhagem: células mielóides, que incluem as células vermelhas do sangue e células do sistema imunológico primitivo como os macrófagos. "Nós não vimos quaisquer células da linhagem linfóide, ou seja, as células T e células B", diz Parker.
Outra desvantagem é que a população de células do sangue produzida a partir de CES e iPSCs continha progenitores e células sanguíneas maduras com vida curta mas não HSCs transplantáveis e com capacidade de renovação indefinida. Segundo acreditam os investigadores, o cocktail de factores de crescimento poderá ter levado a uma passagem demasiado rápida do estado de HSC para o estado de progenitores hematopoiéticos, ou então promovido uma maturação que passou por cima de algumas fases do estado HSC.
A partir dos resultados deste e de outros laboratórios, a equipa levantou a hipótese da existência de um estado intermediário, do género de células estaminais pré-hematopoiéticas, produzido pelas CES e iPSCs, produzindo HSCs. "Sabemos que as HSCs aparecem numa determinada região de mamíferos durante o desenvolvimento embrionário, e a nossa ideia é que essas células estaminais pré-hematopoiéticas estão lá e são de alguma forma levadas a maturar em HSCs", diz Parker. "Assim, o nosso laboratório está actualmente a investigar quais os sinais de maturação que são precisos para a produção dessas HSCs maduras e transplantáveis."
Uma vez conseguido isso, os investigadores terão de fazer uma série de aperfeiçoamentos para melhorar a segurança das HSCs destinado a pacientes humanos. "Mas estamos agora mais perto de nosso objectivo final", diz Verma.
Como muitos outros laboratórios de pesquisa de células estaminais, o laboratório de Verma vem tentado encontrar formas mais eficientes para transformar as iPSCs em células estaminais hematopoiéticas (HSCs). Estas podem ser mais valiosas do que quaisquer outras células estaminais de tecidos específicos, pois podem providenciar não só o transporte de oxigénio (pois originam glóbulos vermelhos) mas também todos os glóbulos brancos do sistema imunológico. "Haveria um número quase ilimitado de aplicações para as HSCs", disse Verma.
Para o presente estudo, a equipa de pesquisa procurou criar um ambiente que melhor imita as condições que naturalmente promovem a mudança de CES para HSCs. "Pegamos em sete linhas de CES humanos e iPSCs, e experimentamos diferentes combinações e sequências de factores de crescimento e outros compostos químicos que são conhecidos por estar envolvidos na passagem das CES para HSC num ser humano em desenvolvimento", diz Parker.
Aplicando cocktails desses factores, Parker, Woods e os seus colegas induziram as iPSCs e CES a formar colónias de células, que apresentavam os marcadores moleculares característicos das células sanguíneas. Com a melhor combinação dos factores, foi possível detectar marcadores específicos do sangue em 84% das células, após três semanas. "Isto é um grande salto em eficiência em comparação com o que se obtinha há uns anos atrás", diz Parker.
A técnica ainda tem margem para melhorias. Os investgadores detectaram células progenitoras e células maduras de apenas uma categoria ou linhagem: células mielóides, que incluem as células vermelhas do sangue e células do sistema imunológico primitivo como os macrófagos. "Nós não vimos quaisquer células da linhagem linfóide, ou seja, as células T e células B", diz Parker.
Outra desvantagem é que a população de células do sangue produzida a partir de CES e iPSCs continha progenitores e células sanguíneas maduras com vida curta mas não HSCs transplantáveis e com capacidade de renovação indefinida. Segundo acreditam os investigadores, o cocktail de factores de crescimento poderá ter levado a uma passagem demasiado rápida do estado de HSC para o estado de progenitores hematopoiéticos, ou então promovido uma maturação que passou por cima de algumas fases do estado HSC.
A partir dos resultados deste e de outros laboratórios, a equipa levantou a hipótese da existência de um estado intermediário, do género de células estaminais pré-hematopoiéticas, produzido pelas CES e iPSCs, produzindo HSCs. "Sabemos que as HSCs aparecem numa determinada região de mamíferos durante o desenvolvimento embrionário, e a nossa ideia é que essas células estaminais pré-hematopoiéticas estão lá e são de alguma forma levadas a maturar em HSCs", diz Parker. "Assim, o nosso laboratório está actualmente a investigar quais os sinais de maturação que são precisos para a produção dessas HSCs maduras e transplantáveis."
Uma vez conseguido isso, os investigadores terão de fazer uma série de aperfeiçoamentos para melhorar a segurança das HSCs destinado a pacientes humanos. "Mas estamos agora mais perto de nosso objectivo final", diz Verma.
Fonte: E! Science News
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