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Embrionárias•Definição•Propriedades
Adultas•Definição•Propriedades
Embrionárias X AdultasAbordagens experimentais Questões éticas
CÉLULAS-TRONCO: ABORDAGENS EXPERIMENTAISBeatriz Longo
2003 2004 2005
4.450.000 6.070.000 10.400.000
Palavra chave: STEM CELL
Célula com capacidade para se dividir por um longo período de tempo (auto-replicação/proliferação), e dar origem a diferentes tipos celulares com função mais especializada como célula muscular, sanguínea ou neural (diferenciação).
Célula-tronco: conceitos
Fonte:> Blastocistos (embriões de 5 dias)> Feto> Cordão umbilical e placenta> Tecidos e orgãos (ex: medula óssea)
Tipos: > embrionárias> fetais> adultas
Plasticidade:> totipotente> pluripotente> multipotente
(http://stemcells.nih.gov/info/scireport)
2 células 4 células .... mórula
fecundação
zigoto
• oriundas do blastocisto ~5° dia do desenvolvimento do embrião
• pluripotentes com alta capacidade de proliferação e diferenciação em todos os tiposcelulares
• podem ser mantidas in vitro por longosperíodos
Células-tronco embrionárias
feto
blastocisto
cultura de células tronco embrionárias
mesênquima fígado pele neurônios vasos etc
Células-tronco embrionárias
mórula
1998: James Thomson(U.Wisconsin)
imortalizou células ES de embriões humanos.
Células-tronco adultas
• Células indiferenciadas presentes em um tecido diferenciado, multipotentes
• Mecanismo de renovação celular/tecidual (manutenção e reparo)
• Fontes: medula óssea, sangue, retina, musculo esquelético, polpa dentária, fígado, pele, pancreas, cérebro.
Células-tronco adultas
Hematopoéticas: glóbulos vermelhos do sangue (hemácias), os glóbulos brancos e as plaquetas. Fígado, baço, cordão umbilical,placenta.
mesenquimais ou estromais
Células-tronco adultas
Mesênquima: tecido conjuntivo não-diferenciado do embrião. Medula óssea, tendões, polpa dentária, músculos e gordura. • aderentes• proliferam• formam colônias• capazes de se diferenciar em vários tipos celulares.
Embrionárias X Adultas
São mais raras;
Baixo potencial de proliferaçãoe diferenciação (multipotentes);
Mais seguras (risco menor de mutação, câncer, anomalias);
Sem risco de rejeição oucomplicações imunológicas –transplante autólogo;
40 anos de utilização emtransplantes para tratamento de leucemia e linfoma);
Sem problemas éticos
Mais abundantes;
Maior potencial de proliferaçãoe diferenciação (pluripotentes);
Aparecimento de tumores emodelos animais;
m
Risco de rejeição emtransplante;
Ainda não é utilizada emtransplantes;
Complicações éticas
Terapia celularTerapia celular
SNCSNC
DoençasDoençasautoauto--imunesimunes
CoraçãoCoraçãoParkinsonParkinson
AVC Traumamedular
IAMIAM
ICIC
Diabetes
ELA
EM
Epilepsia
FigadoFigado
Cirrose
BONE MARROW MONONUCLEAR CELLS
C57BL/6 EGFP MICE
T. CRUZIINFECTION
C57BL/6 WT
Colombian Strain
DoençaDoença de de ChagasChagasexperimentalexperimental
ANALYSIS OF HEART TISSUE IN CHRONIC PHASES
OF INFECTION
Desenho Experimental
Cepa ColombianaCepa Colombiana
BALBBALB/c/c
Fase crônicaFase crônicaInjeção de células Injeção de células
mononucleares mononucleares de medula ósseade medula óssea
Infecção com 10Infecção com 1022 formas formas tripomastigotastripomastigotas 1-6 meses
após o transplante
Avaliação dos animais
Ricardo S. de Lima, dissertação de Mestrado, FIOCRUZ, Salvador, 2004
0
100
200
300
400
500
0 2 4 6 8
Meses após tratamento
Cel
sinf
lam
tóri
as/m
m2
SalinaBMC
INFLAMAÇÃOINFLAMAÇÃO
0
10
20
30
40
50
0 2 4 6 8
Meses após tratamento
Áre
a de
fibr
ose/
mm
2
SalinaBMC
FIBROSEFIBROSE
Redução de miocardite em camundongos transplantados com CTMO
Ricardo S. de Lima, dissertação de Mestrado, FIOCRUZ, Salvador, 2004
> 50 milhões de pessoas portadoras de epilepsia no mundo> 40 milhões em países em desenvolvimento > Brasil: ~2% da população> Alta incidência em regiões pobres e zona rural:> Alta incidência na infância> muitos casos de abandono do tratamento, mau controle das crises ou efeitos colaterais -> candidatos à cirurgia
(WHO Bulletin, 2001)
Epilepsia: cenário atual
1- Epilepsy can result from a wide variety of acquired lesions such as head trauma, stroke and infections
2- These lesions appear to transform a normal neural network into one that has a predilection for abnormal excitability
3- Very little is known about the true mechanistic role these changes may have in the pathogenesis of epilepsy
4- There is an incredible need for strategies developed for preventing or reversing epileptogenesis
Field problems:
(Lowenstein D., SFN Workshop 2003)
célula tronco!
MRI: sinais indicativos de esclerose hipocampal - redução de volume do hipocampocom possível aumento de sinal T2, e perda da configuração normal da estruturainterna hipocampal. Atrofia do LT como um todo (em geral assimétrica).
IAC-USCN/IBRO, Lowenstein NDW 2003
Diagnóstico - ELT
5 Não foram encontrados estudos que utilizam transplante de células tronco de medula óssea em epilepsia.
3 Transplante de células de medula óssea pode ser utilizado comoveículo para introduzir genes terapêuticos no SNC (Vallières and Sawchenko 2003; Yagi et al 2004)4 Apenas 1 estudo utilizando o transplante de células tronconeurais fetais humanas em ratos epilépticos como estratégia parareduzir as crises (Chu et al 2004)
5 bons motivos:
1 Células tronco podem migrar para o tecido lesado recuperando a função neurológica (Azizi et al 1998; Kopen et al 1999; Lee et al 2003)2 Células tronco adultas podem ser convertidas em neurônios e/ouglias in vivo (Eglitis and Mezey 1997; Brazelton et al 2000; Mezey et al 2000; Li et al 2001; Nakano et al 2001; Priller et al 2001; Akiyama et al 2002; Zhang et al 2002; Schilling et al 2003; Mezeyet al 2003; Weimann et al 2003; Simard and Rivet 2004; Silani te al 2004; Zhang et al 2004; Bossolasco et al 2005; Pluchino et al 2005; Bonilla et al, 2005; Kopen, et al., 1999; Wright et al 2001)
Epilepsia experimental – dois modelos clássicos
Jaborandi (Pilocarpus pennatifolius)
Pilocarpina: extraído do Jaborandi, planta típica da região Norte e Nordeste do Brasil. Tratamento de glaucoma.
Eletrochoque convulsivo máximo(ECM): Modelo de crises únicasque causa pouco ou nenhum danoneuronal.
Eletrochoque Convulsivo Máximo-EMC
Desenho experimental
Transp.M.O. GFP
Pilo/SEECM
6h 30-60 dias 2h/24h/48h72h/96h/7dias
600 rads
IFL
Schilling et al, 2003
Tursky et al, 1983Swinyard, 1952
Priller et al, 2001
PNAS May 13, 2003 vol. 100 no. 10 5807–5812
SHED: Stem cells from human exfoliated deciduous teethMasako Miura*, Stan Gronthos†, Mingrui Zhao‡, Bai Lu‡, LarryW. Fisher*, Pamela Gehron Robey*, and Songtao Shi.
Células tronco de polpa de dente de leite
Desenho experimental
90 dias- 5h/dia, 5Xsem
CER(crises espont. recorr.)
Pilo
SE(status epilepticus)
80-90 min
tratamento com células tronco do dente de leite(Kerkis, I. -Butantan, SP)
+Histologia
IFL
crises observadas
05
101520253035404550
tratados nao tratados
nº d
e cr
ises
*
Mann Whitney test P value 0,0379
Resultados preliminares
embrião GPP+ – E14
*
MGE
Modificadi de Wilson SW & Rubenstein JRL,Neuron, 2000
Camundongo transgênico P3-P4
GFP+/
Dissociação
Maria Elisa Calcagnotto, Neurofisiologia, UNIFESP-SP
Células-tronco neurais fetais e neurônios inibitórios
mIP
SCsI
PSC
sIPSC mIPSC
MGE Grafted Cells Increase the Inhibitory
Synaptic Transmission in the Cortex of Dlx1-/- mice
Limites AtuaisLimites Atuais
TecnológicosTecnológicos ReligiososReligiosos ÉticosÉticos
BiológicosBiológicos
ProliferaçãoProliferação
diferenciaçãodiferenciação
Células-tronco adultas
Limites AtuaisLimites Atuais
TecnológicosTecnológicos ReligiososReligiosos ÉticosÉticos
BiologiaBiologia
CompatibilidadeCompatibilidade
ManipulaçãoManipulaçãogênicagênica
EmbriõesEmbriões
Coleta deColeta detecido fetaltecido fetal
DestruiçãoDestruiçãode embriõesde embriões
Células-tronco embrionárias
• Clonagem terapêutica: produzir células-tronco embrionáriaspara diversos tratamentosblastocisto é destruído
• Clonagem reprodutiva: gerar um novo indivíduoblastocisto é implantado no útero
Clonagem
Reproduced by permission of Gary Markstein and Copley News Service
Destroi vida?Quando começa a vida? Salvar uma vida justifica destruiroutra?
Courtesy of Kevin Siers, The Charlotte Observer © 2001
Embriõesdescartados …Comércio de células tronco?
APROVADA LEI DE BIOSEGURANÇA
Pesquisa com célula-tronco em embriões estocados no mínimo por três anos (até data publicação)
(clonagens terapêutica e reprodutiva são proibidas)
SenadoSenado
06/OUTUBRO/200406/OUTUBRO/2004
Câmara dos DeputadosCâmara dos Deputados
03/MARÇO/200503/MARÇO/2005
Próximos passos
> Investigar a funcionalidade;
> Entender os mecanismos de proliferação ediferenciação de diferentes linhagens;
> Resolver questões técnicas e metodológicas
Links interessantes
http://www.dnalc.org/cloning.htmlhttp://www.cnn.com/interactive/health/0107/stem.cellhttp://www.molbio.princeton.edu/courses/mb427/2001/projectshttp://science.nhmccd.edu/biol/bio1int.htmhttp://stemcells.nih.gov/http://www.stemcellresearchfoundation.org/http://www.cnn.com/SPECIALS/2001/stemcell/http://www.isscr.org/http://www.comciencia.br/reportagens/celulas/09.shtmlhttp://portal.saude.gov.br/portal/aplicacoes/noticias/http://www.scielo.br/scielo
Laboratório de Engenharia Tecidual e Imunopatologia - LETICPqGM FIOCRUZ, Salvador-BahiaCoordenador: Ricardo Ribeiro dos SantosD. Brustolim, J. Senra, L. Bahia, M. Soares, FIOCRUZ- BAZ. Costa e J. Costa da Costa, PUC-RSM. Blanco e L. Mello, UNIFESP-SP Apoio: CNPq-Institutos do Milênio; FAPESB and ICTP
MUITO OBRIGADA!!!!