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A Reprogramação Nuclear na Indução de Pluripotência

A Reprogramação Nuclear na Indução de Pluripotência

Fernanda Policarpo Tonelli, Rodrigo R Resende

Vol. 1, N. 2, 30 de outubro de 2013
DOI: http://dx.doi.org/10.15729/nanocellnews.2013.10.30.007

As células-tronco embrionárias são células pluripotentes, isto é, podem se diferenciar e gerar muitos tipos celulares diferentes. As células que constituem nossos tecidos e órgãos, desempenhando funções específicas, já se encontram diferenciadas, ou seja, não possuem mais a ampla capacidade de se diferenciar como as células pluripotentes.

Devido a esta capacidade, as células pluripotentes são alvos de diversos estudos, principalmente no que se refere à terapia celular, visando, por exemplo, a regeneração de tecidos que não o fazem normalmente. Embora a utilização destas células, quando de origem humana, em pesquisas e/ou terapias, encontre entraves éticos e religiosos, estudos têm mostrado avanços na área.

Em 1962, John Bertrand Gurdon, da University of Oxford (Inglaterra), publicou importante trabalho relatando uma maneira de se induzir uma célula não pluripotente a voltar a sê-lo: realizou-se a reprogramação nuclear de oócitos (o óvulo da fêmea quando não fecundado pelo espermatozóide) de Xenopus laevis laevis (uma rã com cerca de 15 cm de comprimento) para um estágio de pluripotência. Isto foi obtido por meio de uma técnica conhecida como transferência nuclear. O núcleo diplóide (2n, isto é, com dois conjuntos de cromossomas) de célula da base do intestino de girinos foi inserido em oócito após a excisão de seu núcleo haplóide (n, com um conjunto de cromossoma). Como consequência, as células obtidas foram capazes, após sucessivas divisões celulares, de originar indivíduos adultos (Figura 1).

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Figura 1: A transferência nuclear na obtenção de pluripotência.

Em 2001, o grupo do professor Takashi Tada da Universidade de Kyoto (Japão), apresentou uma segunda maneira de se obter a pluripotência em células somáticas (células do corpo que não são as germinativas): a fusão celular. Os pesquisadores realizaram a fusão de células-tronco embriônicas de camundongos, com timócitos (a célula do timo) de camundongos adultos, obtendo uma célula híbrida (células adultas e embrionárias) e pluripotente que pode se diferenciar em diferentes tipos celulares, originando um embrião quimérico – indivíduo que possui uma mistura de células de duas origens, no caso, adulto e embriônica (Figura 2).

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Figura 2: A fusão celular na obtenção de pluripotência.

No ano de 2006, Kazutoshi Takahashi e Shynia Yamanaka, cientistas da Universidade de Kyoto, apresentaram uma nova maneira de indução de pluripotência, capaz de gerar as chamadas células-tronco pluripotentes induzíveis (iPSC’s) – que apresentam propriedades similares às células-tronco embrionárias. A partir de fibroblastos de ratos, utilizando-se de um retrovírus (vírus que se parecem com o HIV), os pesquisadores integraram, no DNA dos fibroblastos, genes de quatro fatores de transcrição (substâncias que induzem a expressão gênica) relacionados à manutenção do estado de pluripotência em células-tronco: Oct4, Sox2, c-Myc, e Klf4. (Figura 3).

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Figura 3: Produção das iPSCs (células-tronco induzíveis) por meio de retrovírus com sequências codificantes deOct4, Sox2, c-Myc, e Klf.

Desta forma, atualmente tem-se três estratégias para indução de pluripotência que se apresentam como novas oportunidades em geração de conhecimento e terapias celulares. Espera-se que estas possam possibilitar, por exemplo, terapia celular paciente-específica, reprogramando células do próprio paciente para serem utilizadas em seu processo de cura.

Em 2012, os professor John Gurdon e Shynia Yamanaka ganharam o prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia por esses trabalhos.

Nosso Laboratório está atualmente estudando como os fatores tróficosOct4, Sox2, c-Myc, e Klf podem ajudar na manutenção do estado indiferenciado das células-tronco mesenquimais, já que estas, quando cultivadas por poucas passagens, perdem sua utilidade para a terapia regenerativa. Se pudermos ampliar seu tempo em cultura, poderemos, com uma quantidade pequena de células do paciente, realizar a terapêutica para lesões maiores.

Glossário:

Óocito – gameta (ou célula germinativa) feminino;

Diplóide – diz-se da célula que possui os cromossomos organizados em pares de homólogos, ou seja, possui dois conjuntos do número de cromossomos característico da sua espécie. Possuem o dobro do conteúdo de DNA de células haplóides. Ex: célula da base do intestino de girinos.

Haplóide – diz-se da célula que possui apenas um conjunto do número de cromossomos característico da sua espécie. Ex: oócito.

Somática – diz-se da célula de organismos multicelulares não pertencentes à linhagem germinativa, ou seja, que não estão diretamente envolvidas na reprodução.

Quimérico – diz-se do embrião oriundo de um processo que envolveu mesclagem ou a mistura de diferentes células que não os gametas feminino e masculino.

Fatores de transcrição – são proteínas que se ligam ao DNA e interferem na expressão dos genes que regulam.

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