Órgãos sob medida

Células-tronco ajudam a produzir traqueias e vasos sanguíneos para transplante com menor risco de rejeição 

Imagine uma reforma de casa tão radical que inclua a remoção da pintura e do reboco das paredes, deixando desnudos os tijolos que formam a sua estrutura. Essa metáfora é útil para entender os projetos em andamento no Laboratório de Engenharia Celular (LEC) coordenado pela hematologista e hemoterapeuta Elenice Deffune na Universidade Estadual Paulista (Unesp) em Botucatu. Em vez de tinta e cimento, o trabalho dos pesquisadores envolve a remoção das células que recobrem estruturas ocas do corpo, como a traqueia e os vasos sanguíneos. Esse procedimento, conhecido como descelularização, é o primeiro passo de uma transformação mais ampla: a produção de órgãos e tecidos de reposição formados por células com as características genéticas do receptor.

Usando essa estratégia, o cirurgião vascular Matheus Bertanha está desenvolvendo no LEC uma possível alternativa terapêutica para os problemas circulatórios gerados pela aterosclerose. Na aterosclerose, placas de gordura e cálcio se acumulam no interior das paredes das artérias e obstruem, ainda que parcialmente, a passagem do sangue. Quando esse bloqueio é grave a ponto de causar sintomas, o tratamento envolve procedimentos cirúrgicos para restaurar a circulação. Nos casos mais radicais, implanta-se um segmento de artéria ou de veia retirado de outra parte do corpo do próprio indivíduo, criando um desvio – ou uma ponte – que restabelece o fluxo sanguíneo normal. É o que geralmente fazem os cirurgiões cardíacos ao implantar um segmento da veia safena, extraído da perna, no coração de quem tem as artérias coronárias obstruídas. Algo semelhante é feito pelos cirurgiões vasculares para tratar bloqueios em artérias das pernas.

Nem sempre, no entanto, é possível realizar esse procedimento. Segundo dados da literatura médica, 30% dos pacientes que necessitam de enxerto para a confecção de pontes coronarianas não possuem vasos com as características adequadas para essa função. Estima-se ainda, conta Bertanha, que uma em cada 10 pessoas com indicação para receber enxertos vasculares nos membros inferiores enfrente o mesmo problema. “Alguns possuem veias com menos de 2,5 milímetros de diâmetro, o que impede a sua utilização”, explica. “Outras pessoas já estão na segunda ponte e não têm mais vasos disponíveis”, diz. Nesses casos, uma saída é usar uma ponte artificial, feita de material sintético. Mas elas podem ter uma vida útil curta porque sofrem obstrução mais facilmente. Outra possibilidade é obter vasos de doadores vivos, o que nem sempre é viável por causa da incompatibilidade imunológica, que pode levar à rejeição do implante.

Bertanha trabalha numa alternativa, ainda experimental, para tentar superar a falta de vasos do próprio indivíduo e o risco de obstrução dos materiais sintéticos. Em testes com coelhos, ele primeiro extrai vasos naturais – mais especificamente veias – de um animal doador. Depois, o segmento a ser transplantado para outro animal passa por um banho químico com detergentes que eliminam as células das paredes do vaso. O objetivo desse processo de descelularização é evitar que o corpo do receptor desencadeie uma agressão contra o órgão implantado. O que sobra desse processo é uma estrutura tubular – um arcabouço – composta por fibras de colágeno, a proteína formadora dos tecidos de sustentação do corpo.

Em seguida, o pesquisador semeia no interior do vaso um tipo especial de célula retirada do corpo do receptor: as células-tronco mesenquimais. Extraídas do tecido adiposo do animal que vai receber o transplante, essas células são capazes de se converter em células típicas dos vasos sanguíneos. Elas são cultivadas em laboratório até atingirem a quantidade esperada – cerca de 100 mil células para o experimento em animais pequenos – e depois coladas no interior do tubo de colágeno com o auxílio de um gel. “A presença de células do próprio receptor no segmento a ser implantado reduz ao mínimo a necessidade de usar imunossupressores para evitar a rejeição”, explica Elenice Deffune, que orientou o trabalho de Bertanha durante o mestrado.

Em um experimento concluído recentemente, Bertanha comparou o desempenho de quatro tipos de implante. Os animais do primeiro grupo receberam um segmento de veia cava retirada diretamente de outro indivíduo, sem passar pela descelularização, enquanto nos do segundo foi implantada apenas a veia descelularizada. No terceiro grupo foi usado um segmento de veia que passou pelo processo de descelularização seguido do repovoamento com células-tronco de outro indivíduo. E, por fim, o quarto grupo recebeu um segmento de veia descelularizada contendo células-tronco mesenquimais do próprio receptor.

Rejeição e regeneração

Como esperado, no primeiro caso houve uma reação inflamatória exuberante e uma forte rejeição ao vaso transplantado, enquanto no segundo ocorreu apenas uma resposta inflamatória branda. O uso de um tubo de colágeno povoado com células-tronco de outro indivíduo não despertou uma rejeição imediata. As células se diferenciaram formando o endotélio, a camada que reveste o interior dos vasos sanguíneos, e pavimentaram boa parte do tubo. Um mês mais tarde, porém, surgiu uma inflamação expressiva.

Apenas os animais do quarto grupo não apresentaram rejeição, nem inflamação importante, mesmo um mês após a cirurgia e sem o uso de medicamentos imunossupressores. O que mais surpreendeu o pesquisador foi o comportamento das células-tronco implantadas. “Além de terem pavimentado mais de 50% do vaso, elas atraíram outras células-tronco existentes no organismo do receptor”, conta Bertanha. O resultado, inesperado, foi a formação de novos vasos sanguíneos (angiogênese). “Em princípio, essa surpresa é boa porque a angiogênese pode ajudar o novo vaso a se integrar ao tecido adjacente”, diz o pesquisador. “Mas teremos de investigar se esse processo não é patogênico.” Bertanha planeja realizar mais testes em animais, ao mesmo tempo que começa a trabalhar com células-tronco humanas, já pensando em experimentos futuros.

Em paralelo ao trabalho de Bertanha, a biomédica Thaiane Cristine Evaristo, aluna de doutorado da cirurgiã Daniele Cataneo, usa os procedimentos de descelularização e recelularização para produzir no LEC traqueias a serem usadas em transplantes. Ela desenvolve um protocolo de descelularização distinto dos adotados por equipes no exterior – e potencialmente mais barato.

Em outros países, os pesquisadores costumam usar enzimas de origem animal ou obtidas por engenharia genética para eliminar da traqueia as células do doador. Apesar de eficaz, essa estratégia é cara. Pode-se gastar até € 80 mil para descelularizar uma única traqueia. Esse custo, sem contar o da cirurgia e o da internação, torna quase proibitivo o transplante de traqueia em seres humanos.

Buscando uma alternativa, Thaiane e Elenice decidiram submeter as traqueias extraídas de doadores a uma sequência de tratamentos químicos e físicos que produzissem um resultado semelhante ao obtido com as enzimas. Primeiro, removeram cirurgicamente a traqueia e a banharam em um potente detergente, que ajuda a desfazer a membrana das células. Em seguida, usaram uma prensa para comprimi-la suavemente, antes de fazê-la passar por alguns ciclos de congelamento e descongelamento e imersão em um líquido agitado por vibrações ultrassônicas. Por último, a traqueia passou um período exposta à luz emitida por diodos (LEDs).

Peças de retífica

As traqueias livres de células obtidas com essa técnica foram testadas em coelhos, com resultados promissores. Não houve rejeição ao transplante e os roedores sobreviveram por um período que, para humanos, equivale a 10 anos. Com base nesses resultados, Elenice propôs ao físico Vanderlei Bagnato, da Universidade de São Paulo em São Carlos, desenvolver um equipamento integrando todas as etapas da técnica. Recentemente eles depositaram um pedido de patente do aparelho, cujo protótipo se encontra em desenvolvimento.

Ao mesmo tempo que trabalha no equipamento, o grupo de Botucatu prepara a próxima fase de testes, com suínos, etapa necessária antes do início dos estudos com seres humanos. Além de analisar a eficácia das técnicas de descelularização e recelularização de traqueias, o grupo pretende nos próximos anos testar traqueias artificiais feitas a partir de uma nova tecnologia, a ser desenvolvida em parceria com o Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT) e o Instituto do Coração (InCor) da Universidade de São Paulo, ambos na capital paulista, e o Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer, em Campinas.

A colaboração prevê que o LEC forneça ao IPT proteínas humanas para serem usadas na produção de um tecido nanoestruturado. No Centro Renato Archer, placas desse nanotecido deverão alimentar uma impressora 3D, que irá esculpir novas traqueias. Uma vez prontas, elas deverão ser remetidas ao LEC para a etapa de recelularização. “Queremos avaliar se essa opção se mostra tão boa quanto o uso das traqueias naturais”, diz Elenice. “Talvez o futuro dos transplantes esteja nesses novos materiais.”

No mundo todo existe uma demanda por traqueias para transplante. Elas são necessárias para substituir a traqueia de crianças que nascem com estreitamento nesse tubo que leva o ar do nariz aos pulmões – enfermidade conhecida como atresia congênita da traqueia, que atinge três crianças em cada 100 mil nascidas vivas – e também as de adultos que passam por longos períodos de internação respirando por meio de aparelhos. “No Hospital das Clínicas de São Paulo há uma fila de cerca de 300 pessoas à espera de um transplante de traqueia”, conta Elenice. “Em muitos casos, são adultos jovens que sofreram acidentes de trânsito.”

A literatura médica internacional traz relatos de aproximadamente 30 pessoas que receberam, de modo experimental, o implante de traqueia obtida por meio de engenharia celular. Mas ainda não se conhecem os resultados, que estão sob análise. “A engenharia celular pode fornecer uma esperança concreta para pacientes com lesões crônicas em órgãos de difícil abordagem terapêutica na atualidade”, diz Elenice. Em sua opinião, há motivos para investir na criação de traqueias e vasos sanguíneos artificiais, uma vez que é difícil obter essas estruturas naturais, que dependem de doadores de órgãos. “Às vezes, comparo nosso método a uma retífica de peças, que recupera as usadas e as deixa prontas para o transplante”, exemplifica Elenice. “Criar traqueias artificiais abriria a possibilidade de trabalharmos com peças novas em folha para o processo de recelularização.”

Referência em engenharia celular no Brasil, a bióloga Nance Nardi, da Universidade Luterana do Brasil, no Rio Grande do Sul, explica que a pesquisa nessa área começou com vasos e traqueias por causa da relativa simplicidade dessas estruturas. “Já há estudos com órgãos mais complexos, como o fígado, mas estão em estágios mais preliminares”, diz. Nance vê no crescente domínio do processo de descelularização uma das chaves para o progresso apresentado pelo LEC. “Remover as células de um arcabouço sem comprometer a sua integridade ainda é algo bem difícil”, avalia. “O trabalho deles tem conseguido boa repercussão, mas ainda deve levar algum tempo até que esses procedimentos se tornem cotidianos nas salas de cirurgia.”

Projeto

Estruturação ex-vivo de vasos sanguíneos a partir da diferenciação de células-tronco de coelhos (nº 2010/52549-8); Modalidade Auxílio à Pesquisa – Regular;Pesquisadora responsável Elenice Deffune (Unesp); Investimento R$ 61.883,41 (FAPESP).

Artigos científicos

BERTANHA, M. et al. Tissue-engineered blood vessel substitute by reconstruction of endothelium using mesenchymal stem cells induced by platelet growth factors. Journal of Vascular Surgery. v. 59, n.6, p. 1677-85. 2014.

BERTANHA, M. et al. Morphofunctional characterization of decellularized vena cava as tissue engineering scaffolds. Experimental Cell Research. v. 326, n. 1, p. 103-11. 2014.

Fonte: Revista Fapesp por Pablo Nogueira jun/2015

Riscos e benefícios das células-tronco

Ganhador do prêmio de Medicina em 2007, o geneticista inglês Martin Evans fala dos desafios e possibilidades 

dessa abordagem terapêutica.

de Lindau

Evans: descobridor das células-tronco embrionárias em camundongos, que permitiram modificar os genes dos animais e usá-los como modelos de doenças

Nascido em 1º de janeiro de 1941 em um distrito da cidade de Stroud, distante cerca de 180 quilômetros a oeste de Londres, o geneticista Martin Evans se lembra do que chama de seu primeiro experimento. Em um cenário rural marcado pela visão de prisioneiros da Segunda Guerra Mundial que lavravam os campos locais, o pequeno Martin misturou água, areia e cimento na esperança de obter um material sólido, como vira outras pessoas fazerem. Mas verteu muita água e errou a mão na receita. Meio século mais tarde, precisamente em 2007, ao lado do americano Mario R. Capecchi e do também britânico Oliver Smithies, Evans recebeu o Prêmio Nobel de Medicina por sua contribuição na formulação de uma receita de programação celular que, ao contrário da velha argamassa que desandara, deu muita liga: ele descobriu as células-tronco embrionárias em camundongos, cuja manipulação genética permitiu a criação de modelos animais – os roedores nocaute – que reproduzem as condições clínicas de doenças humanas. Essa técnica permite desligar deliberadamente um gene e, dessa forma, causar nos camundongos a mesma condição clínica, ou um distúbio similar, que atinge os humanos.

Desde 2012 no cargo honorário de chanceler da Universidade de Cardiff (País de Gales), Evans foi um dos 37 laureados com a maior honraria da ciência que participaram do 64º Encontro de Prêmio Nobel em Lindau, pequena cidade do Sul da Alemanha, às margens do lago Constança, na divisa com a Áustria e a Suíça. No evento, o geneticista deu palestras e conversou com 600 jovens cientistas de 80 países, inclusive o Brasil. Nesta entrevista, concedida em uma mesa de restaurante à beira do lago, o pesquisador fala dos possíveis impactos das pequisas com células-tronco no desenvolvimento de tratamentos para doenças. “Boa parte das terapias com células-tronco será mais parecida com uma cirurgia”, diz ele. “Teremos de analisar o risco e o benefício [desses procedimentos] para a população e para o meio ambiente.”

As pesquisas médicas com células-tronco vão gerar novos tratamentos para doenças?
Realmente acho que as células-tronco farão parte de uma importante linhagem de terapias. Acredito que as coisas deverão ser assim. Mas espero que haja um controle severo de como serão usadas. Creio que poderão gerar uma medicina bastante personalizada se conseguirmos atingir esse objetivo e os riscos serão bem menores para os pacientes. As pessoas têm medo de que ocorra algum problema com os tratamentos à base de células-tronco e o paciente acabe desenvolvendo tumores, mas não estamos falando da aplicação de uma vacina, que é um procedimento feito em grande escala, em milhares de pessoas. Se as células-tronco gerarem procedimentos personalizados, será possível rapidamente voltar atrás e tentar resolver algum eventual problema ocasionado especificamente no paciente. As pessoas terão de se perguntar se vale a pena colocar algum tipo de célula em seu organismo. Elas fariam isso por questões cosméticas? Na verdade, isso já está ocorrendo, embora eu não veja nenhuma motivação para fazer isso. Presumo que, nesses casos estéticos, algumas pessoas achem que a questão do risco e do benefício da terapia seja compensadora. Nos tratamentos com células-tronco, o ideal é que os benefícios sejam enormes e os riscos os menores possíveis.

Quando novos tratamentos com células-tronco vão se tornar disponíveis?
Alguns já estão sendo empregados, em nível experimental. Há estudos com aplicações de células na retina. As pessoas imaginam que é horrível fazer esses testes nos olhos, mas esse é um ótimo lugar porque se trata de um órgão isolado. O pior que pode acontecer é o paciente perder a visão do olho, o que já iria ocorrer de qualquer jeito, mesmo sem a aplicação. A adoção das terapias celulares será um processo lento. Minha resposta-padrão para essa pergunta, que pode não estar correta, é a seguinte: não acredito que eu ou alguém da minha geração irá se beneficiar desses novos tratamentos. Também não acho que a sua geração vai se beneficiar. Suspeito que as pessoas que estão nascendo agora têm grandes possibilidades de utilizar esses procedimentos daqui a 50 anos. Esse é o meu palpite. Mas haverá muitos exemplos distintos de tratamentos. As células-tronco serão um tipo de intervenção importante ao lado de abordagens farmacêuticas e provavelmente da terapia gênica. Espero que não haja muitos problemas com elas, como ocorreu com as pesquisas com terapia gênica, que fizeram os estudos nesse campo pararem por uma década.

O geneticista inglês em um encontro em Lindau com jovens pesquisadores: estímulo para novas gerações

Além de problemas técnicos ainda não superados, as pesquisas com células-tronco obtidas de embriões humanos enfrentam questões éticas. Como o senhor avalia essa situação?
Meu trabalho sempre foi com células embrionárias de camundongos. Há restrições nos trabalhos com animais, mas não como no caso dos humanos. Tudo de que posso falar são minhas ideias sobre as células-tronco humanas. Já estive envolvido em comitês que tratam disso. Estamos no meio de um processo em que nós e o público temos de entender onde estamos. Há pequenos progressos que estão sendo feitos nos laboratórios de pesquisa, mas as maiores decisões terão de ser tomadas quando as terapias começarem a sair dos laboratórios e puderem ser aplicadas nos pacientes. Teremos de ver se coisas que eram feitas em pequena escala, experimentalmente, podem ser consideradas éticas se aplicadas em grande escala. Teremos de analisar o risco e o benefício para a população e para o meio ambiente. É preciso levar em conta para quem serão os benefícios e para quem serão os riscos. Dessa forma, poderemos tomar decisões racionais e sensatas.

As células-tronco com pluripotência induzida (iPS) são realmente uma esperança para o desenvolvimento de novas terapias?
As coisas estão mudando rapidamente. Achávamos que os tratamentos iriam sair das células embrionárias, mas há células que virtualmente podem se comportar como as embrionárias e gerar diversos tecidos se submetidas a um tratamento químico especial. Essas células, as iPS, podem ser retiradas da pele das pessoas e há muitos métodos diferentes de produzi-las. Nesse caso, estamos falando de células que podem vir de uma fonte muito menos polêmica do que as embrionárias, ou seja, de outras células adultas. Acho que os melhores tratamentos virão de células retiradas do próprio paciente que está sendo tratado. Muitas das normas sobre uso de células-tronco que estamos usando são uma evolução da regulação do setor de fármacos, mas essas duas áreas não são exatamente iguais. No caso das drogas, é preciso fazer muitos testes clínicos, pois esse é um tipo de tratamento que, se for aprovado, será prescrito para milhões de pessoas. No caso dos tratamentos com células-tronco, boa parte das terapias será mais parecida com uma cirurgia. Volto ao exemplo dos experimentos em que células-tronco são usadas para tentar tratar alguns tipos de cegueira. Embora estejamos usando células-tronco, estamos falando de um tipo de operação feita nos olhos. O procedimento envolve riscos e benefícios pessoais. O paciente pode achar que vale a pena se submeter ao procedimento se souber que corre o risco de perder a visão se não realizar tal cirurgia. A decisão de aprovar a operação só vai afetar uma pessoa, e ninguém mais.

O senhor está convencido de que as iPS são realmente muito similares às células embrionárias?
Devemos ver as coisas sob dois aspectos. Primeiramente, diria que elas são muito similares. Em segundo lugar, nem todas as células-tronco embrionárias são boas. O mesmo ocorre com as iPS. Há, no momento, ao menos 12 procedimentos diferentes para obter iPS, todos baseados nas observações iniciais do professor Shinya Yamanaka [da Universidade de Kyoto, ganhador do Nobel de Medicina de 2012, por ter conseguido reprogramar células adultas para se comportarem como se fossem células embrionárias e, assim, voltarem a ser pluripotentes]. Segundo Yamanaka, para fibroblastos [células da pele] se tornarem iPS era necessário introduzir quatro diferentes fatores de transcrição [na verdade, inserir quatro genes que produzem proteínas denominadas fatores de transcrição, que regulam o funcionamento de outros genes nas células]. Agora há pessoas que conseguem fazer isso com três fatores e quem obtenha esse resultado dando proteínas ou RNA às células adultas. A reprogramação celular demanda tempo. Obviamente há múltiplos processos ocorrendo dentro das células e precisamos entendê-los. Mas essa reprogramação de uma célula adulta para uma iPS similar a uma célula embrionária é a mais dramática reversão em termos de desenvolvimento e diferenciação celular. É voltar totalmente para trás. Como o próprio professor Yamanaka lhe diria, ele só conseguiu fazer isso porque já sabia como deveria cultivar células embrionárias, quais condições elas necessitavam e como eram. Para mim, está claro que estamos entrando em uma nova era na qual teremos conhecimento e habilidade técnica para transformar um tipo de célula em outra. Dessa maneira, os pesquisadores estão fazendo células nervosas, músculos, e a biologia celular está realmente progredindo.

Nos últimos anos, alguns artigos científicos que descreviam supostos importantes avanços nas pesquisas com células-tronco foram considerados errados ou fraudulentos e sua publicação foi cancelada. Como o senhor vê essa questão?
Na minha área, houve cinco ou seis episódios dramáticos desse tipo e eu me pergunto se eles são casos especiais. Sabemos que há questões éticas e interesses envolvidos nesses episódios. Houve aquele famoso caso do sul-coreano [Hwang Woo-suk, que publicou dois artigos fraudulentos na Science, em 2004 e 2005]. Falando desse caso mais recente [um artigo de janeiro escrito por uma equipe japonesa do Riken Center for Developmental Biology, publicado na Nature], os resultados pareciam muito improváveis. Fiquei surpreso de a revista ter publicado o trabalho sem ter pensado muito no assunto.

As revistas científicas precisam ser mais cuidadosas ao aceitar trabalhos para publicação?
Devo responder que sim e não. Se forem altamente seletivas sobre o que acham que está certo, as revistas, na verdade, não estão fazendo seu trabalho. Os editores não devem se colocar nessa posição. Mas, sim, seus revisores, que devem discutir a probabilidade de os trabalhos submetidos estarem corretos. Nesse trabalho do centro Riken, havia claramente ilustrações que não mostravam o que elas diziam que mostravam. Não estamos em uma posição de dizer se foi uma fraude deliberada ou se se tratou de uma interpretação excessivamente otimista das imagens. Certamente, o trabalho estava errado. Mas não sabemos como e por quê. Tendo a achar que foi uma interpretação demasiadamente otimista. Mas, vamos colocar as coisas assim, o processo de edição do trabalho certamente pode ser alvo de questionamentos.

Qual foi o impacto da criação dos camundongos nocaute que se tornaram modelos animais para o estudo de doenças?
Hoje há a exigência de se fazer um camundongo nocaute para muitas doenças. Os pesquisadores até reclamam disso. Mas é preciso fazer. Mostrei um slide em minha palestra em que, segundo uma previsão, o mercado de camundongos nocaute vai movimentar US$ 1,8 bilhão em 2018. O que isso significa? Não sei dizer. Estimamos que mais ou menos metade dos genes já foi nocauteada. Hoje há até quem esteja fazendo o caminho inverso que tínhamos que fazer no passado. Antes encontrávamos um fenótipo em um experimento com animais ou em um paciente e tínhamos que procurar a mutação que era sua causa. Hoje pode-se forçar as mutações a apresentarem um fenótipo. Assim, pode-se reconhecê-las.

Que tipo de pesquisa o senhor faz agora?
Nada. Estou aposentado. Falo um pouco com colegas mais novos, mas não faço nenhum trabalho de laboratório. Escrevo alguns artigos e estou também envolvido com uma empresa que faz tratamentos com células-tronco. Mas não faço muita coisa.

O que mudou em sua vida, do ponto de vista pessoal e profissional, depois do Nobel?
Quando recebi o Nobel, estava me aposentando da Universidade de Cardiff. Mas eles quiseram me manter e me deram um cargo honorário. Nos últimos anos, tenho sido chanceler da universidade. Ganhar um Nobel significa que você será inundado com convites. É muito difícil lidar com isso. Tenho sido muito feliz e sempre tive apoio da universidade, me deram uma assistente pessoal que é muito útil.

Essa é sua segunda participação em Lindau. Por que aceitou novamente o convite?
Depois do Nobel, me disseram que eu iria ser convidado para vir aqui. Lindau tem uma ótima atmosfera, é um lugar bonito, e o evento é muito bem organizado. É ótimo encontrar outros Nobel e adoro a multidisciplinaridade das conversas. E, é claro, há os encontros com os jovens estudantes. Em toda minha vida, parte das minhas atividades sempre foi interagir e encorajar os mais jovens. Gosto muito de fazer isso.

As novas gerações estão interessadas em ciência?
Sim, acho que há muita gente interessada em pesquisa. Mas há problemas na forma como a ciência é ensinada nas escolas. A ciência é um disciplina intelectual. É uma atividade similar à dos poetas e dos artistas. Não acho que devemos estar interessados em apenas uma coisa. Certamente não pensaria a ciência apenas como a base para possíveis aplicações tecnológicas. Esse aspecto é bom. Todos nos beneficiamos de avanços técnicos na medicina e em outros campos. Uma carreira na medicina, e eu sei disso porque tenho amigos na área, pode ser muito recompensadora. Mas os melhores clínicos que conheço são aqueles que pensam sobre a profissão.

* Marcos Pivetta viajou à Alemanha a convite do Serviço Alemão de Intercâmbio Acadêmico (Daad) 

Fonte: Revista Fapesp edição 222

Estudo desvenda mecanismo que leva ao câncer de mama

Um novo estudo conseguiu identificar mais um dos vários mecanismos ligados ao câncer de mama.

Nas mulheres, um subtipo de células do tecido mamário tem as extremidades dos cromossomos --os chamados telômeros--bem mais curtas do que o normal, sendo assim mais propenso a mutações e ao surgimento do câncer.

Um artigo publicado na edição de estreia do periódico "Stem Cell Reports" mostrou que, na hora da divisão celular, essa alteração estrutural favoreceria a ocorrência de "erros" que poderiam culminar em um câncer.

Um dos diferenciais do trabalho é que, diferentemente de muitas das pesquisas sobre câncer, os pesquisadores usaram amostras de tecido doadas por 37 mulheres que não tinham a doença, mas que diminuíram os seios por questões estéticas.

O mastologista do Hospital 9 de Julho Fábio Laginha ressalta a importância de estudar também as células saudáveis e afirma que a descoberta pode ser um ponto importante para a prevenção.

"Identificar as células mais predispostas a sofrer mutações é um passo muito importante", afirma o médico.

Recentemente, estudos indicaram a relação dos telômeros com o surgimento dos tumores. Mas esses mecanismos não haviam sido desvendados com o detalhamento da nova pesquisa.

Por enquanto, o trabalho ainda não tem impactos práticos, como a possibilidade de desenvolvimento de um remédio oncológico, mas os cientistas afirmam que ele pode abrir caminho para novas formas de diagnóstico --especialmente se esse tipo de alteração for confirmado em outros cânceres.

"O câncer é formado por um conjunto de alterações, e esse é um entre os vários mecanismos. Não se pode dizer se ele é o principal", explica Ricardo Caponero, oncologista e presidente do Conselho Técnico Científico da Femama (Federação Brasileira de Instituições Filantrópicas de Apoio à Saúde da Mama).

"O trabalho se restringe ao tumor ductal [no canal que leva o leite ao mamilo]. São necessários mais estudos para ver se isso se repete em outros tipos de câncer."

Fonte: Folha on line - Equilíbrio

Por: GIULIANA MIRANDA

Terapia com células-tronco reduz avanço de fibrose hepática

Células-tronco produzidas pela membrana da parte interna da placenta podem estimular a regeneração do fígado

  
Doença é resultante de agressões sucessivas ao fígado, como aquelas causadas pelo consumo excessivo de álcool ou por hepatites virais

Agência FAPESP– Uma terapia à base de células-tronco da placenta humana reduziu em 50% o desenvolvimento de fibrose hepática em experimento feito com ratos.

Os pesquisadores acreditam que o benefício se deve a substâncias produzidas pelas células da membrana amniótica – parte interna da placenta – capazes de estimular a regeneração do fígado. O próximo passo é identificar e isolar essas moléculas, o que abriria caminho para o desenvolvimento de novos medicamentos.

A fibrose hepática é uma doença resultante de agressões sucessivas ao fígado, como aquelas causadas pelo consumo excessivo de álcool ou por hepatites virais, explica Luciana Barros Sant’Anna, pesquisadora da Universidade do Vale do Paraíba (Univap), onde a investigação está sendo conduzida com apoio da FAPESP.

“Embora as células do fígado tenham enorme capacidade de se proliferar e de regenerar o órgão, elas acabam morrendo depois de inflamações recorrentes e são substituídas por colágeno”, explica a pesquisadora.

A cirrose é o estágio terminal da doença e o único tratamento disponível nesse caso é o transplante de fígado. Mas essa opção não é viável para muitos pacientes e, por esse motivo, pesquisadores de todo o mundo buscam meios de impedir o agravamento do problema.

A metodologia desenvolvida pelo grupo da Univap, em parceria com o Centro di Ricerca E.Menni (CREM), na Itália, consiste em envolver o fígado dos ratos com a membrana amniótica humana ainda fresca, ou seja, menos de 48 horas após a coleta no hospital.

“Essa membrana faz parte da placenta e é a responsável pela produção do líquido amniótico durante a gestação. Normalmente, todo esse tecido é descartado após o parto”, diz Luciana.

Após a assinatura de um termo de consentimento pelas gestantes, a membrana – que tem aproximadamente 20 por 30 centímetros de tamanho e entre 2 e 3 milímetros de espessura – foi coletada, destacada da placenta e levada para o laboratório, onde passou por lavagem com uma solução de antibióticos e antifúngicos.

Em seguida, o tecido foi fragmentado em pedaços de 6 por 9 centímetros, tamanho suficiente para envolver completamente o fígado de um rato.

Para induzir o surgimento de fibrose nos animais, os cientistas amarraram em dois pontos o ducto biliar, canal que liga o fígado ao duodeno e serve para o transporte de bile.

“Em muitos casos, a fibrose é causada pelo estreitamento do ducto biliar, que pode ser resultado de um problema congênito ou de um cálculo. Como a bile não consegue passar, a pressão no fígado aumenta e o órgão fica inflamado. O modelo animal usado no experimento simula essa situação”, explica a cientista.

Quinze dias após a ligadura do ducto, os animais começaram a desenvolver a fibrose. Aos 28 dias, já apresentavam a doença em estágio avançado.

O experimento foi feito com um grupo de 40 ratos. Metade recebeu a membrana logo após a sutura do ducto biliar. Na outra metade, os cientistas apenas simularam a colocação do tecido, para que todas as cobaias fossem submetidas ao estresse da cirurgia.

“A membrana tem uma flexibilidade muito boa e adere facilmente ao fígado. A fixação foi auxiliada por uma cola específica”, conta a pesquisadora.

Após quatro semanas, metade dos animais de cada grupo foi sacrificada e teve o fígado retirado para análise. Na sexta semana após a colocação da membrana, a outra metade teve o órgão removido.

Redução de danos
Os animais que receberam a membrana apresentaram 50% menos fibrose do que os membros do outro grupo. Ao comparar os animais em períodos diferentes, de quatro e de seis semanas, os cientistas verificaram que a terapia não impediu o surgimento da doença, mas reduziu a severidade e inibiu a progressão para o estágio de cirrose.

As análises foram feitas com auxílio de Nilson Sant’ Anna, chefe do Laboratório de Computação Aplicada do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). A quantificação da fibrose foi realizada por meio de um sistema digital de imagem que permitiu identificar, isolar e medir precisamente as áreas do fígado ocupadas pelo excesso de colágeno.

“Este sistema de análise quantitativa de imagem opera de maneira automática e possibilitou a análise rápida e simultânea da fibrose em 1.800 imagens histológicas”, conta Nilson.

Os resultados foram premiados no 3º Tissue Engineeringand Regenerative Medicine World Congress, realizado na Áustria em 2012. Também foram publicados em artigo na revista Cell Transplantation.

“Alguns grupos de pesquisa já isolaram as células-tronco da membrana amniótica e estão trabalhando com elas separadamente. Optamos por usar a membrana amniótica fresca por ser um processo rápido e menos custoso, além de preservar as células em seu habitat, isto é, na matriz extracelular”, relata Luciana.

O objetivo do grupo agora, de acordo com a pesquisadora, é descobrir exatamente quais são as substâncias produzidas pelas células da membrana amniótica e como elas atuam.

“Teremos de isolar as células-tronco e colocá-las em um meio de cultura para depois analisar, por técnicas de biologia molecular, quais moléculas elas estão produzindo. No futuro, isso poderia ser sintetizado em laboratório e virar um medicamento”, diz a cientista da Univap.

Antes disso, porém, os pesquisadores estão conduzindo um novo experimento com ratos no qual a membrana é aplicada no fígado duas semanas após a ligadura do ducto biliar, quando o processo de fibrose já teve início.

“A ideia é simular uma situação mais parecida com a que acontece com os humanos. Geralmente, quando a doença é diagnosticada, boa parte do órgão já está comprometida”, conta.

O grupo não descarta a possibilidade de fazer o experimento também em humanos. Nesse caso, porém, ainda não poderia ser usada a membrana fresca por causa do risco de infecções.

“Nós apenas coletamos a placenta de mulheres cujos exames sorológicos sejam negativos para doenças como sífilis, HIV, toxoplasmose e hepatite. Mas a gestante pode estar em uma janela imunológica no momento do parto”, afirma a cientista brasileira.

Para evitar riscos, a membrana tem de ser congelada a menos 70 graus Celsius após a desinfecção, e a gestante deve ser submetida a novos exames seis meses após o parto. O congelamento, no entanto, parece reduzir em cerca de 40% a viabilidade das células-tronco.

A grande vantagem do método, afirmou a pesquisadora, é que a placenta é uma fonte de células-tronco segura e de fácil acesso. Como elas produzem substâncias imunomoduladoras, que originalmente têm a função de evitar que o bebê seja rejeitado pelo organismo materno, não há risco de causarem rejeição nos receptores, sejam eles humanos ou de outras espécies.

“Além disso, não existem complicações legais, éticas ou religiosas para a coleta e uso dessas células em pesquisas, uma vez que não são células embrionárias e sua obtenção não requer procedimentos invasivos”, acrescenta a pesquisadora da Univap.

Clique aqui para ler o artigo Amniotic Membrane Application Reduces Liver Fibrosis in a Bile Duct Ligation Rat Model, de Luciana Sant’Anna e outros

Fonte: Revista Fapesp | Edição Online 10:34 /  21 de janeiro de 2013 por Karina Toledo

Imagem: © NISSIM BENVENISTY/WIKICOMMONS

A fraqueza das células-tronco - parte III

É difícil prever se novas terapias contra o Parkinson vão surgir de estudos como os feitos pelas equipes de Mayana Zatz, na USP, e Esper Cavalheiro, na Unifesp. Por ora, esses trabalhos, e também o de outros cientistas, ainda se constituem em linhas de pesquisa a serem trilhadas, e não em possibilidades imediatas de tratamento. Mas os médicos que cuidam das pessoas com Parkinson não veem motivo para pessimismo.

Os pacientes vivem cada vez mais tempo com a doença, décadas inclusive, embora haja a questão delicada dos efeitos colaterais causados pelos remédios, e os eletrodos e baterias usados nas cirurgias DBS se tornam menores e mais eficientes.

“Ainda não sabemos como os neurônios ‘conversam’ entre si, mas hoje conseguimos registrar a atividade de uma quantidade maior de células no cérebro”, afirma o neurocirurgião Manoel Jacobsen Teixeira, professor da USP e membro do Instituto de Ensino e Pesquisa do Hospital Sírio-Libanês, de São Paulo.

Fonte: Revista Fapesp - maio 2011 - edição 183

Imagem: Instituto Santiago Ramón y Cajal / Wikimedia

Artigos científicos sobre o assunto:

1. PEREIRA, M.C. et al. Contamination of mesenchymal stem-cells with fibroblasts accelerates neurodegeneration in an experimental model of parkinson’s disease. Stem Cell Reviews and Reports. Publicado on-line no dia 19 de abril de 2011.2.

2. VENKATARAMANA, N. K. et al. Open-labeled study of unilateral autologous bone-marrow-derived mesenchymal stem cell transplantation in Parkinson’s disease. Translational Research. v. 155 (2), p. 62-70. fev. 2010.

A fraqueza das células-tronco - parte II

Células-tronco mesenquimais (à esq.) e fibroblastos: difíceis de distinguir

Dobro de doentes em 2030 - Numa linha semelhante de investigação, um estudo divulgado em setembro de 2010 pelos National Institutes of Health (NIH), dos Estados Unidos, sugeriu que indivíduos com uma determinada versão do gene GRIN2A poderiam se beneficiar mais do consumo de café e chá. Em pessoas com esse perfil genético a ingestão de bebidas com cafeína atuaria como um fator de proteção ao Parkinson. A busca por substâncias que auxiliam na manutenção dos neurônios é uma estratégia adotada por muitos grupos de pesquisa. A administração da proteína GDNF, que atua nesse sentido, é alvo de testes há anos para checar sua possível ação contra a doença.
A despeito de avanços localizados na compreensão de possíveis mecanismos implicados em sua gênese, o Parkinson ainda mantém o status geral de doença neurodegenerativa de causa misteriosa e inexplicada. Ninguém sabe ao certo por que os neurônios produtores de dopamina começam a morrer ou param de funcionar direito num ponto da vida de certas pessoas. De concreto há um dado palpável da realidade atual: o envelhecimento de uma população é um grande fator de risco para o Parkinson. Essa questão é particularmente preocupante nas nações em desenvolvimento que estão mudando rapidamente a estrutura etária antes de se tornarem ricas.Ainda visto como uma nação de jovens, o Brasil alterará drasticamente seu perfil demográfico nas próximas décadas. Um relatório do Banco Mundial divulgado no mês passado destaca que sua parcela de habitantes com 65 anos ou mais subirá dos atuais 11% para 49% em 2050. Num período de 40 anos o número de idosos triplicará. Saltará de menos de 20 milhões para cerca de 65 milhões. “A velocidade do envelhecimento populacional no Brasil será significativamente maior do que ocorreu nas sociedades mais desenvolvidas no século passado”, dizem os responsáveis pelo relatório Envelhecendo num Brasil bem mais velho. Na França, foi necessário mais de um século para sua população com idade igual ou superior a 65 anos aumentar de 7% para 14% do total. “Nos últimos anos a gerontologia moderna enfatizou mais os ganhos do que as perdas físicas e mentais do processo de envelhecimento”, afirma a antropóloga Guita Grin Debert, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), que estuda questões ligadas às mulheres e à velhice. “Temos especialistas em doenças, mas não muitos no processo de envelhecimento.”
Um estudo de revisão publicado em janeiro de 2007 na revista científica Neurology analisou dados divulgados por outros 62 trabalhos e concluiu que o número de casos de Parkinson em pessoas acima de 50 anos vai dobrar nas próximas duas décadas em 15 países do globo. O trabalho analisou estatísticas das nações mais populosas do mundo, entre as quais está o Brasil, e das cinco maiores da Europa. Em 2005 esse conjunto de países tinha entre 4,1 milhões e 4,6 milhões de pacientes com Parkinson. Em 2030 terá de 8,7 milhões a 9,3 milhões de casos da doença. Nesse mesmo período o número de doentes no Brasil saltará de 160 mil para 340 mil. Segundo o artigo científico, as taxas estimadas de crescimento da incidência do Parkinson em países em desenvolvimento, como China, Índia e Brasil, que estão passando apenas agora por um processo de envelhecimento de sua população, serão superiores a 100%. Em economias já desenvolvidas e compostas atualmente por um grande número de idosos, como Japão, Alemanha, Itália e Reino Unido, a quantidade de doentes deverá aumentar menos de 50%.De forma grosseira, estima-se que 1% dos habitantes do planeta com mais de 65 anos deverão ter Parkinson. Mas o índice pode variar bastante de acordo com as características da população analisada. Um estudo feito em 2006 na cidade de Bambuí, em Minas Gerais, encontrou uma incidência elevada do Parkinson, de mais de 7,2% em meio a um grupo de 1.186 indivíduos com mais de 64 anos. O valor é três ou quatro vezes maior do que o encontrado em trabalhos semelhantes realizados na Europa, Ásia e Estados Unidos. Quase metade dos casos da doença em Bambuí tinha sido induzida pelo uso descontrolado de remédios contra psicoses e vertigens. “Atualmente acreditamos que a quantidade de casos da doença decorrentes do emprego sem controle de drogas diminuiu”, afirma Francisco Cardoso, da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), coordenador do estudo. “O controle na venda de remédios melhorou no país.” As células-tronco não são a única aposta da ciência para aprimorar as formas de tratamento do Parkinson. Não há perspectivas de cura da doença a curto prazo. No entanto, os pesquisadores esperam ser possível barrar a evolução desse distúrbio neurológico ou ao menos retardar sua progressão por meio do desenvolvimento de novos remédios e cirurgias mais eficazes e, se possível, menos invasivas. “Hoje tentamos compensar os efeitos do Parkinson por meio da administração de medicamentos orais”, diz Cardoso. “Mas a forma como repomos a dopamina não é boa.” Quando, por exemplo, o paciente toma a droga levodopa, um precursor da dopamina, seu cérebro entra em contato com altas concentrações do neurotransmissor. Com o passar do tempo, a quantidade da substância diminui. Dessa forma, o doente tratado experimenta ciclos de excesso e de falta do neurotransmissor, vivendo um movimento que lembra uma gangorra química, com altos e baixos de dopamina. Alguns remédios tentam regular o momento em que a dopamina, produzida de forma artificial devido à ingestão de levodopa, se torna disponível para ser usada pelo cérebro do doente. Mas o controle desse processo ainda precisa ser refinado e a imitação dos mecanismos fisiológicos é imperfeita. A situação se torna ainda mais complicada quando as drogas deixam de controlar os sintomas do Parkinson ou começam a provocar efeitos colaterais. O uso prolongado de precursores da dopamina causa, às vezes, movimentos involuntários e repetitivos, denominados tecnicamente de discinesias, que podem levar o paciente a morder os lábios, colocar a língua para fora ou piscar rapidamente. Nesses casos a cirurgia de estimulação profunda do cérebro, a DBS, pode ser indicada. Há dois anos a equipe do neurocientista brasileiro Miguel Nicolelis, da Universidade Duke (EUA) e fundador do Instituto Internacional de Neurociências de Natal Edmond e Lily Safra (IINN-ELS), sugeriu que a estimulação elétrica talvez possa produzir bons resultados contra o Parkinson sem a necessidade de abrir o crânio dos doentes. Num artigo que foi capa da revista científica Science de 20 de março de 2009, Nicolelis relatou um bem-sucedido experimento com ratos e camundongos que tinham Parkinson induzido: a instalação de pequenos eletrodos na superfície da medula espinhal dos animais levou-os a recobrarem a capacidade normal de locomoção. Segundo o cientista, o procedimento de colocação dos eletrodos dura 20 minutos, é pouco invasivo (abre-se apenas a pele do animal) e seguro. A nova abordagem, que agora está sendo testada em macacos, foi a primeira tentativa de tratamento do Parkinson a não atuar diretamente no cérebro.

Fonte: Revista Fapesp - maio 2011 - edição 183

Imagem: Mariane Secco

A fraqueza das células-tronco - parte I

Contaminação pode ser a causa dos maus resultados da terapia

contra o Parkinson

Marcos Pivetta

Imagem de cérebro normal com mais neurônios que produzem dopamina (à esq.)

e de outro afetado por Parkinson

Há três décadas a terapia celular tem sido uma fonte sucessiva de entusiasmo e decepção para os pacientes com mal de Parkinson, doença caracterizada pela morte progressiva dos neurônios responsáveis pela produção de uma importante substância química, o neurotransmissor dopamina. Nos anos 1980 uma abordagem polêmica contra a doença, que inicialmente parecia promissora, foi testada em animais e até em seres humanos em países como Suécia, Estados Unidos e México: a realização de transplantes com células extraídas da glândula adrenal ou do tecido cerebral imaturo de fetos abortados. A lógica dessas cirurgias, discutíveis inclusive do ponto de vista ético, era dotar a estrutura cerebral conhecida como substância negra – lesada nos pacientes pela perda progressiva dos neurônios dopaminérgicos – com uma nova população de células capazes de fabricar o neurotransmissor. Dessa forma, os principais sintomas do Parkinson, como tremores, rigidez muscular, lentidão de movimentos e dificuldade para falar e escrever, poderiam ser eliminados. Os resultados da abordagem foram decepcionantes. Nos casos em que houve melhora, o bem-estar dos pacientes foi passageiro. Em outros, nem isso ocorreu e a tentativa de tratamento até piorou a doença, levando à morte alguns indivíduos.

Um grupo de biólogos e neurocientistas paulistas pode ter descoberto um dos motivos por trás do fracasso das antigas terapias celulares contra o Parkinson e talvez compreendido por que as versões mais modernas e refinadas desse tipo de tratamento experimental, hoje baseadas no emprego das chamadas células-tronco, continuam a dar resultados inconsistentes. Os transplantes que têm sido testados nos estudos pré-clínicos, em animais de laboratório, podem conter uma quantidade significativa de fibroblastos, um tipo de célula da pele extremamente parecido com algumas células-tronco, mas que tem propriedades totalmente diferentes.

Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) e da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp) publicaram no dia 19 de abril passado um estudo na versão on-line da revista científica Stem Cell Reviews and Reports mostrando que, em ratos com Parkinson induzido, a presença de fibroblastos humanos anula os possíveis efeitos positivos de um implante de células-tronco mesenquimais, obtidas do tecido do cordão umbilical de recém-nascidos.

“Quando administramos apenas as células-tronco, os ratos melhoraram dos sintomas da doença”, diz a geneticista Mayana Zatz, uma das autoras do artigo, que coordena o Centro de Estudos do Genoma Humano da USP, um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepid) mantidos pela FAPESP, e o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Celulas-Tronco em Doenças Genéticas Humanas. “Mas, quando injetamos também os fibroblastos, os efeitos benéficos desapareceram e houve até uma piora. É possível que muitos resultados ruins em trabalhos científicos com terapias celulares se devam a esse tipo de contaminação.” De acordo com os pesquisadores, o trabalho é o primeiro a mostrar, no mesmo modelo animal, tanto os efeitos positivos do emprego de células-tronco mesenquimais contra o Parkinson como os malefícios da contaminação por fibroblastos.

Além de representar um avanço no conhecimento básico sobre os eventuais benefícios das terapias celulares num órgão tão complexo e delicado como o cérebro, o resultado do trabalho serve de alerta para os familiares de pessoas com Parkinson. Não há, em nenhum país do mundo, tratamento oficialmente aprovado à base de células-tronco para combater essa ou outras doenças neurodegenerativas. “É preciso olhar com cuidado as pesquisas com células-tronco e não fazer falsas promessas de cura”, afirma outro autor do artigo, o neurocientista Esper Cavalheiro, da Unifesp, que encabeça os trabalhos do Instituto Nacional de Neurociência Translacional, um projeto conjunto da FAPESP e do Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT). “Antes de propormos terapias, precisamos entender todo o mecanismo de diferenciação das células-tronco nos diversos tecidos do organismo e compreender como o cérebro faz para ‘conversar’ e direcionar a atuação dessas células.” Até hoje as únicas doenças que contam com um tratamento à base de células-tronco são as do sangue, em especial os cânceres (leucemias). Contra esse tipo de problema, os médicos lançam mão, há décadas, do transplante de medula óssea, rica em célula-tronco hematopoéticas, precursoras do sangue.
Ainda sem cura, o Parkinson atualmente é controlado com o auxílio de medicamentos, como a levodopa, que podem ser convertidos pelo cérebro em dopamina. Em casos mais graves há ainda uma segunda alternativa: implantar eletrodos no cérebro de pacientes que não respondem bem ao tratamento ou apresentam muitos efeitos colaterais em decorrência do uso dos remédios. Ligado a um pequeno gerador implantado debaixo da pele, os eletrodos tentam melhorar a comunicação entre os neurônios. A delicada cirurgia para a colocação dos eletrodos é conhecida como estimulação profunda do cérebro (deep brain stimulation, ou simplesmente DBS). Com exceção dessas duas abordagens, todos os demais procedimentos contra a doença ainda se encontram no estágio de testes, sem aprovação dos órgãos médicos.

Mensageira química produzida por menos de 0,3% das células nervosas, a dopamina pertence a uma classe de substância denominada neurotransmissores, cuja função básica é levar adiante a informação, na forma de sinais elétricos, de um neurônio a outro. Esse processo de comunicação entre neurônios é conhecido como sinapse. A dopamina atua especificamente em centros cerebrais ligados às sensações de prazer e dor, tendo papel comprovado nos mecanismos que geram dependência e vícios e também no controle dos movimentos. Nos casos de Parkinson, a questão motora se mostra claramente afetada devido à falta do neurotransmissor.

É muito fácil misturar os fibroblastos com as células-tronco mesenquimais – e essa confusão pode ser a origem dos resultados inconclusivos e contraditórios de muitas tentativas de se tratar Parkinson com terapias celulares. Ambos os tipos de células têm a mesma origem. Derivam do mesênquima, o tecido conjuntivo primordial, presente no embrião, a partir do qual se formarão vários tipos de células. Apesar da origem comum, os fibroblastos e as células-tronco mesenquimais apresentam propriedades distintas. Responsáveis pela síntese do colágeno, os fibroblastos formam a base do tecido conjuntivo num indivíduo adulto. São, portanto, células especializadas e diferenciadas. Já as células-tronco mesenquimais ainda são bastante indiferenciadas e têm a capacidade de gerar muitos tipos de tecidos, como ossos, cartilagem, gordura, células de suporte para a formação do sangue e também tecido fibroso conectivo. “É quase impossível distinguir esses dois tipos de células se simplesmente as examinamos num microscópio”, comenta o bioquímico Oswaldo Keith Okamoto, do Centro de Estudos do Genoma Humano, coordenador do artigo publicado na Stem Cell Reviews and Reports. “Elas crescem in vitro nas mesmas condições e só conseguimos distingui-las com o auxílio de marcadores e ensaios específicos.” As células-tronco mesenquimais apresentam ainda uma importante particularidade. Têm propriedades imunossupressoras e podem reduzir a necessidade de tomar remédios para diminuir a rejeição a órgãos e tecidos transplantados.
Não há evidências sólidas de que as células-tronco mesenquimais tenham a capacidade de gerar os neurônios que estão em falta ou são pouco funcionais nos pacientes com Parkinson. Elas parecem melhorar o ambiente em que ocorrem as lesões associadas às doenças, diminuir a inflamação local e favorecer a preservação de mais células nervosas. “Seus efeitos poderiam ser indiretos, ao diminuir a inflamação no cérebro”, diz Okamoto. Foi isso o que os pesquisadores paulistas verificaram no experimento com ratos. Eles injetaram as células-tronco no cérebro de um grupo de 10 roedores doentes com Parkinson induzido e, um mês depois, viram que eles não apresentavam sintomas da doença. Estavam tão saudáveis quanto os animais do grupo de controle que não tinham Parkinson. Esse resultado bate com conclusões de outros estudos semelhantes realizados aqui e no exterior.

A grande novidade ocorreu na segunda parte do experimento. Os cientistas inseriram uma cultura de fibroblastos num outro grupo de 10 ratos, também com Parkinson. O resultado foi desastroso. Um mês depois do procedimento os animais passaram a exibir mais problemas motores e o número de neurônios dopaminérgicos na substância negra se reduziu à metade. A uma terceira leva de roedores doentes foi administrada uma mistura, em partes iguais, dos dois tipos de células. Nesse grupo não se verificou melhora alguma. É como se os fibroblastos tivessem anulado os aparentes efeitos benéficos das células-tronco. “Eles parecem ser neurotóxicos”, afirma Mayana.
Na Índia, um grupo de médicos e cientistas do BGS-Global Hospital, de Bangalore, está testando o uso de células-tronco mesenquimais em sete pacientes humanos com Parkinson com idade entre 22 e 62 anos. Obtidas da medula óssea dos próprios doentes, as células foram injetadas nos cérebros lesados de acordo com um protocolo local criado pelos indianos. Num artigo publicado em fevereiro do ano passado na revista Translational Research, os pesquisadores relataram diminuição dos sintomas da doença em três dos sete pacientes e disseram que a abordagem parece segura. Os resultados, no entanto, ainda são preliminares e devem ser vistos com reservas. “Talvez os transplantes de células-tronco mesenquimais não se tornem um tratamento definitivo para o Parkinson, mas complementar, como uma neuroproteção”, pondera Okamoto. “Esse tipo de estudo pode nos auxiliar a entender como minorar o ambiente degenerativo no cérebro e, quem sabe, criar novos fármacos contra a doença.”
Genes, ambiente e mistério - Apesar de existirem casos de indivíduos jovens com Parkinson, como o famoso ator canadense Michael J. Fox, que, aos 30 anos, recebeu a notícia do diagnóstico da doença, essa desordem neurológica aparece com mais frequência em pessoas com mais de cinco ou seis décadas de vida. “Pacientes com menos de 50 anos são considerados precoces e representam uns 20% do total”, diz o neurologista Luiz Augusto Franco de Andrade, do Instituto de Ensino e Pesquisa do Hospital Albert Einstein, de São Paulo. “Mas já tratei de um menino de 13 anos com Parkinson.”

Há evidências crescentes de que fatores ambientais e genéticos podem estar implicados no aparecimento da doença, ao menos em alguns casos. Um estudo de pesquisadores da Escola Médica de Harvard, publicado em outubro do ano passado na revista Science Translational Medicine, mostrou que centenas de genes ligados ao funcionamento das mitocôndrias, organelas que são a usina de energia do organismo, estão menos ativos em pacientes com Parkinson. Até mesmo pessoas que se encontram num estágio inicial ou até pré-Parkinson parecem apresentar essas alterações. Se essa conexão entre as mitocôndrias e a doença se confirmar, drogas que atuem sobre esses genes podem se tornar úteis no tratamento do problema.

Fonte: Revista Fapesp - maio 2011 - ed. 183
Imagem: Rodrigo A. Bressan/ UNIFESP

A teia neural da esquizofrenia

Células de pele convertidas em neurônios mostram alterações biológicas ligadas à doença

Por: Ricardo Zorzetto

Pesquisadores norte-americanos deram um passo importante para identificar as causas biológicas da esquizofrenia, conjunto de transtornos mentais graves que atingem cerca de 60 milhões de pessoas no mundo – por volta de 1,8 milhão no Brasil – e se caracterizam por distanciamento emocional da realidade, pensamento desordenado, crenças falsas (delírios) e ilusões (alucinações) visuais ou auditivas. Alguns desses sinais são semelhantes aos apresentados pelo jovem Wellington Menezes de Oliveira, de 23 anos, que no início de abril matou 12 crianças em uma escola no bairro do Realengo, no Rio de Janeiro, antes de se suicidar. A equipe coordenada pelo neurocientista Fred Gage, do Instituto Salk, na Califórnia, conseguiu transformar células da pele de pessoas com esquizofrenia em células mais imaturas e versáteis. Chamadas de células-tronco de pluripotência induzida (iPS, na sigla em inglês), essas células foram depois convertidas em neurônios, uma das variedades de células do tecido cerebral, segundo artigo publicado ontem na versão online da revista Nature. Essa mudança forçada de função gerou o que os pesquisadores acreditam ser cópias fiéis, ao menos do ponto de vista genético, das células do cérebro de quem tem esquizofrenia, que, por óbvios motivos éticos, antes só podiam ser analisadas depois da morte. Como são geneticamente idênticos às células cerebrais de quem desenvolveu esquizofrenia, esses neurônios fabricados em laboratório são importantes para compreender a enfermidade, que tem importante componente genético, porque permite aos pesquisadores desprezar a influência de fatores ambientais, como o uso de medicamentos ou o contexto social em que as pessoas vivem. “Não se sabe quanto o ambiente contribui para a doença”, diz Kristen Brennand, pesquisadora do grupo de Gage e primeira autora do artigo da Nature. “Mas ao fazer esses neurônios crescerem em laboratório, podemos eliminar o ambiente da equação e começar a focar nos problemas biológicos”, afirma. Segundo Gage, é a primeira vez que se consegue criar, a partir de células de seres humanos vivos, um modelo experimental de uma doença mental complexa. “Esse modelo não apenas nos dá a oportunidade de olhar para neurônios vivos de pacientes com esquizofrenia e de pessoas saudáveis, como também deve permitir entender melhor os mecanismos da doença e avaliar medicamentos que podem revertê-la”, afirma em comunicado à imprensa o neurocientista, que anos atrás demonstrou que o cérebro adulto continua a produzir neurônios. Depois de converter em laboratório células da pele em neurônios, Kristen realizou testes para verificar se eles se comportavam de fato como os neurônios originais e eram capazes de transmitir informação de uma célula a outra. As células cerebrais obtidas a partir de células da pele (fibroblastos) funcionavam, sim, como neurônios. “Em vários sentidos, os neurônios ‘esquizofrênicos’ são indistintos dos saudáveis”, afirma a pesquisadora. Mas há diferenças. Kristen notou que os novos neurônios de quem tinha esquizofrenia apresentavam menos ramificações do que os das pessoas saudáveis. Essas ramificações são importantes porque permitem a comunicação de uma célula cerebral com outra – e geralmente são encontradas em menor número em estudos feitos com modelo animal da doença e em análises de neurônios extraídos após a morte de pacientes com esquizofrenia. Nos neurônios dos esquizofrênicos, a atividade genética diferiu daquela observada nas pessoas sem a doença. Kristen e Gage viram que o nível de ativação de 596 genes era desigual nos dois grupos: 271 genes eram mais ativos nas pessoas com esquizofrenia – e 325 menos expressos – do que nas pessoas sem o problema. Num estágio seguinte, Kristen deixou os fibroblastos convertidos em neurônios passar um tempo em cinco soluções diferentes, cada uma contendo um dos cinco medicamentos mais usados para tratar esquizofrenia – os antipsicóticos clozapina, loxapina, olanzapina, risperidona e tioridazina. Dos cinco, apenas a loxapina foi capaz de reverter o efeito da ativação anormal dos genes e permitir o crescimento de mais ramificações nos neurônios. Esses resultados, porém, não indicam que os outros quatro compostos não sejam eficientes. “A otimização da concentração e do tempo de administração pode aumentar os efeitos das outras medicações antipsicóticas”, escreveram os pesquisadores. “Esses medicamentos estão fazendo mais do que achávamos que fossem capazes de fazer”, diz Kristen. “Pela primeira vez temos um modelo que permite estudar como os antipsicóticos agem em neurônios vivos e geneticamente idênticos aos de paciente”, conta a pesquisadora. Isso é importante porque torna possível comparar os sinais da evolução clínica da doença com os efeitos farmacológicos. “Por muito tempo as doenças mentais foram vistas como um problema social ou ambiental, e as pessoas achavam que os pacientes poderiam superá-las caso se esforçassem”, comenta Gage. “Estamos mostrando que algumas disfunções biológicas reais nos neurônios são independentes do ambiente”.

Fonte: Revista Fapesp - online (14/04/2011)

Imagem: Kristen Brennand / Instituto Salk