A Fonte de Renovação


A capacidade de regeneração do organismo nunca foi tão estudada. A descoberta de células-tronco adltas fora da medula óssea e a obtenção de sua versão mais potente em embriões alimentam esperanças para o tratamento de diversas doenças.

Revista Scientific American - Stevens Rehen e bruna Paulsen

Conceitos-chave

- As células-tronco adultas são responsáveis pela manutenção de diversos tecidos e, com certas limitações, pela recuperação de órgãos lesionados. Quando se dividem, podem dar origem a células idênticas (auto-renovação) ou gerar outras mais maduras e especificas.

- As primeiras células-tronco embrionárias humanas foram isoladas há menos de dez anos. Seu potencial de diferenciação em outros tecidos é maior que o das células-tronco adultas, mas ambas podem oferecer soluções terapêuticas inovadoras.

"Você pode se lembrar de quando tinha 4, 25 ou 32 anos como sendo você. Mas pense bem: era você mesmo?", disse uma vez o cantor Caetano Veloso a um jornal carioca. A cada dia milhões de células que circulam em nossas artérias e veias são substituídas por outras, reconstituindo boa parte de nosso sangue. Regeneramos pele, fígado e intestino em intervalos que variam de uma semana a um mês. Essa capacidade, mesmo que restrita a alguns órgãos, sempre chamou a atenção dos cientistas e, nos últimos anos, pesquisas com células-tronco, sejam adultas ou embrionárias, abriram novas perspectivas na medicina regenerativa.

Sabe-se que células-tronco adultas estão presentes na medula óssea, na polpa dentária, nos vasos sanguíneos, no músculo esquelético, no pâncreas, no fígado, no epitélio da pele e do sistema digestivo, na córnea e na retina, na medula espinhal e no cérebro. Elas são responsáveis pela manutenção de diversos tecidos e, com certas limitações, pela recuperação de órgãos lesionados. Quando se dividem, podem dar origem a células idênticas (auto-renovação) ou ainda gerar outras mais maduras e específicas.

Assim, células-tronco da medula óssea se transformam em glóbulos brancos e vermelhos, mas não em células de outros órgãos como cérebro, coração ou fígado. Neste caso, o termo adultas define sua capacidade de diferenciação, mais restrita que a das células-tronco embrionárias. Não restringe, portanto, sua presença aos indivíduos adultos, já que também a encontramos em fetos, crianças e adolescentes.

Estudos pioneiros com essas células foram feitos em 1963 pelos cientistas canadenses Ernest A. McCulIoch e James E. TilI. Eles confirmaram que a injeção de células originadas da medula óssea de um camundongo era capaz de reconstituir o tecido sanguíneo de outros animais, cujas células formadoras haviam sido destruídas previamennte por irradiação. Esse trabalho foi essencial para explicar a eficácia dos transplantes de medula óssea na recuperação de pacientes com leucemia, realizados inicialmente pelo médico americano Edward DonnalI Thomas, Prêmio Nobel de Medicina em 1990.

A medula óssea produz dois tipos de células-tronco: hematopoiéticas e mesenquimais. As primeiras dão origem a células mais especializadas e com capacidade proliferativa reduzida, e podem gerar linhagens linfóides e mielóides, que acabam se diferenciando em todos os nove tipos celulares do sangue, incluindo os glóbulos vermelhos (hemácias).

Já as células-tronco mesenquimais são encontradas no estroma (tecido de sustentação) da medula óssea, bem como na periferia do osso, no tecido adiposo e na pele. Elas são multipotentes  e podem originar células reticulares (precursoras do sangue ou do tecido conjuntivo), adipócitos (que armazenam gordura), células ósseas, músculo liso, endotélio (parede dos vasos sanguíneos) e macrófagos (células de defesa contra infecções). Em muitos casos é possível retirá-Ias do paciente e reimplantá-Ias nele mesmo, o que evita o risco de rejeição. Este tipo de procedimento, feito com as células do próprio indivíduo, recebe o nome de transplante autólogo.

Por quase 30 anos células-tronco da medula óssea foram utilizadas exclusivamente para tratar leucemia e algumas doenças do sangue, como anemias e aplasias. O sucesso dessa terapia incentivou novas pesquisas visando sua aplicação em patologias que afetam outros órgãos, como coração e fígado. Alguns trabalhos propuseram que células-tronco adultas multipotentes derivadas do sangue seriam na realidade pluripotentes. Isso foi sugerido primeiramente pela observação de que elas poderiam se transformar - ou, para ser mais preciso, se transdiferenciar - em células musculares e até mesmo em neurônios. Entretanto, estudos mais recentes não conseguiram reproduzir tais resultados, indicando que o fenômeno de transdiferenciação não ocorre de fato e que, na melhor das hipóteses, haveria fusão entre as células-tronco adultas injetadas com as células do hospedeiro, fenômeno presente em apenas 1 % dos casos.

Nas últimas décadas, células-tronco adultas de outras origens foram descritas e vêm sendo amplamente estudadas. É possível extraí-Ias de diversas partes do corpo e, em alguns casos/expandir seu número em laboratório com a adição de fatores importantes para sua sobrevivênncia. Há diversos centros de pesquisa no mundo testando o potencial terapêutica dos diferentes tipos de células-tronco adultas, tanto em modelos animais quanto em estudos clínicos com pacientes.

• Três tipos de células tronco

TOTIPOTENTES: quando implantadas no útero, têm a capacidade de originar um novo organismo. Seu único representante é o óvulo fecundado.

PLURIPOTENTES: derivadas da massa celular interna de um embrião com cinco a sete dias. Nessa categoria encontram-se as células-tronco embrionárias, capazes de originar todas as células do organismo, mas desprovidas do potencial de formar um indivíduo pleno.

MULTlPOTENTES: encontradas em estágios posteriores do desenvolvimento,persistem após o nascimento. Também chamadas células-tronco adultas, encontram-se em regiões distintas do corpo; têm a capacidade de originar subtipos celulares, mas não todas as células do organismo.

• Reservatório cerebral

No final do século XIX, o cientista espanhol Santiago Ramón y Cajal elaborou a doutrina neuronal, que afirmava que o sistema nervoso seria constituído por bilhões de unidades individuais chamadas neurônios. Segundo Cajal, essas células eram eletricamente polarizadas e se comunicavam através de ligações especiais, as sinapses. Como não eram observadas alterações estruturais marcantes no cérebro, os cientistas da época acreditavam que não existia adição ou reposição de neurônios durante a vida adulta. No entanto, estudos mais recentes detectaram a presença de células-tronco no sistema nervoso maduro, derrubando um antigo dogma das neurociências. As duas regiões do cérebro onde se observa a produção de novos neurônios, ou neurogênese, são a zona subventricular e o giro denteado do hipocampo - onde ocorre a primeira etapa de formação da memória.

A neurogênese é um processo contínuo que pode ser acelerado por alguns estímulos como exercícios físicos e mentais, ou retardado por outros, como idade, stress, uso de drogas como o álcool e doenças neurodegenerativas. O fato de ocorrer em regiões relacionadas à memória e ao aprendizado permite supor que esteja de fato relacionada a esses processos. Ou ainda, que possa alterar as conexões do hipocampo com regiões cerebrais associadas às emoções, como a amígdala. Fortalecendo esta segunda hipótese, alguns estudos conseguiram correlacionar a estimulação da neurogênese com o alívio da depressão, da ansiedade e de outras doenças psíquicas. Um dos interessados nesses achados é o líder religioso Dalai Lama, que se preocupa em incorporar essas novas informações científicas às explicações budistas sobre o poder da meditação.

Pesquisas para aplicação clínica de células-tronco adultas do cérebro vêm sendo realizadas principalmente na Austrália. Ainda em fase inicial, esses estudos buscam comprovar a segurança do procedimento, que utiliza células-tronco neurais humanas, extraídas do cérebro dos próprios pacientes - por meio de cirurgia é retirado material do bulbo olfatório (região para onde migram novos neurônios da zona subventricular, um dos reservatórios de células-tronco) Existe ainda a possibilidade de obtenção dessas células do cérebro de pacientes após a morte; estudos vêm sendo realizados na expectativa de utilizá-Ias também na prática médica.

• Tumores e embriões

Na década de 60, os americanos Leroy Stevens e Barry Pierce conseguiram isolar células pluripotentes de camundongos, com potencial ilimitado de diivisão, a partir de tumores derivados das gônadas (ovários ou testículos). Como elas têm origem em células germinativas, podem se diferenciar em diversos tipos de tecidos. Devido à aparência e às peculiaridades histológicas desses tumores gonadais - como a presença de pêlos e fragmentos de dentes -, eles foram batizados com base na palavra grega teratos, que significa monstro: teratoma, para os tipos benignos, e teratocarcinomas, para os malignos.

Leroy Stevens demonstrou mais tarde que uma única célula desses tumores, quando injetada em outro camundongo, poderia dar origem a todos os tipos celulares e formar um novo tumor. Isso comprovaria sua pluripotencialidade. Acontece que os teratomas e os teratocarcinomas são muito raros, mas a existência de células pluripotentes e a observação de estruturas semelhantes a um embrião em seus estágios iniciais de desenvolvimento (chamados corpos embrióides) indicavam sua natureza emmbrionária. Por esse motivo, imaginou-se que essas células deviam se assemelhar àquelas que davam origem ao embrião propriamente dito.

No início dos anos 80, novas expectativas surgiram quando células-tronco de camundongo - com capacidade de dar origem a qualquer tecido do corpo foram isoladas de óvulos fertilizados. Elas foram denominadas embrionárias e, em princípio, poderiam servir como peça de reposição para todo e qualquer tecido.

Em 1981, com o aprimoramento das técnicas de cultivo, os pesquisadores Matthew Kaufman, Cail Marti e Martin Evans (este último laureado com o Prêmio Nobel de Medicina de 2007) isolaram as primeiras células-tronco derivadas de embriões de camundongos. Sua capacidade de se transformar nos mais variados tipos celulares fez brilhar os olhos da comunidade científica e de toda a sociedade, alimentando expectativas sobre sua aplicação terapêutica.

Células-tronco embrionárias têm morfologia típica e, em condições ideais, crescem como pequenas colônias compostas de centenas de células, difíceis de serem distinguidas. Seu cultivo geralmente é feito sobre uma camada de outras células que fornecem nutrientes essenciais para a manutenção de suas características. Na ausência de certas substâncias que as mantêm em estado indiferenciado, elas iniciam o processo de diferenciação, perdendo aos poucos sua pluripotencialidade. Colocadas em suspensão na ausência da camada alimentadora, dão origem aos corpos embrióides, compostos por subtipos celulares mais especializados que as células-tronco embrionárias.

Um dos principais desafios à utilização terapêutica das células-tronco embrionárias é a necessidade de descobrir a combinação ideal de substâncias capazes de transformá-Ias no tipo celular desejado. Apesar de serem capazes de formar células de coração ou cérebro, por exemplo, é conveniente que populações puras de cada tecido sejam preparadas de acordo com a necessidade. Diferentes combinações de substâncias vêm sendo te cia de certas substâncias que as mantêm em estado indiferenciado, elas iniciam o processo de diferenciação, perdendo aos poucos sua pluripotencialidade. Colocadas em suspensão na ausência da camada alimentadora, dão origem aos corpos embrióides, compostos por subtipos celulares mais especializados que as células-tronco embrionárias.

Um dos principais desafios à utilização terapêutica das células-tronco embrionárias é a necessidade de descobrir a combinação ideal de substâncias capazes de transformá-Ias no tipo celular desejado. Apesar de serem capazes de formar células de coração ou cérebro, por exemplo, é conveniente que populações puras de cada tecido sejam preparadas de acordo com a necessidade. Diferentes combinações de substâncias vêm sendo testadas, visando a obtenção de populações celulares homogêneas, que evitem, por exemplo, a contaminaação de células cardíacas numa cultura de neurônios ou vice-versa.

• Infinitas perspectivas

Foram necessários pelo menos 25 anos entre a descoberta e a aplicação clínica de rotina das células-tronco adultas da medula óssea no tratamennto da leucemia e de outras doenças do sangue. As células-tronco embrionárias humanas foram descritas pela primeira vez em 1998 e hoje - menos de dez anos depois - há inúmeros experimentos com animais investigando seu potencial terapêutico.

É bom ressaltar que as pesquisas com células-tronco adultas não substituem os estudos com as embrionárias, e a discussão sobre qual delas é melhor é contraproducente. É possível que as maiores promessas estejam nos estudos que envolvem a combinação de ambas. No entanto, há poucos estudos que, de fato, utilizam ao mesmo tempo esses dois tipos celulares. A razão para isso talvez seja uma polarização na busca por financiamento, provavelmente causada por motivações não científicas.

Como disse o músico Marcelo Yuka (ex-integrante da banda O Rappa, atingido em 2001 num tiroteio que o deixou tetraplégico) num programa de televisão, as perspectivas para a aplicaação clínica dos diferentes tipos de células-tronco são infinitas, mas dependem de tempo, apoio financeiro e liberdade para pesquisa. Essa é a expectativa de pacientes, médicos e cientistas.

Para conhecer mais

Células-tronco - O que são? Para que servem? Stevens Rehen e Bruna Paulsen. Vieira&Lent, 2007.
Células-tronco - A nova fronteira da medicina. Marco Antonio lago e Dimas Tadeu Covas (orgs.). Atheneu, 2006.

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