Células-tronco: entenda como elas são usadas
O que são células-tronco?
Células-tronco são células que têm a capacidade de auto-renovação, ou seja, de dar origem a outras células-tronco iguais a ela, e que também têm o potencial para se tornarem outras células especializadas do nosso corpo quando recebem estímulos adequados.
Para entender melhor o conceito, é preciso levar em conta que o corpo humano é composto por um trilhão de células e algumas delas têm funções específicas. Um exemplo são os neurônios, células do sistema nervoso, que possuem atuação diferente das células que compõem os músculos. Dizemos que estas células com funções específicas são células diferenciadas
Tipos de células-tronco
Nem toda célula-tronco pode virar qualquer tipo de célula diferenciada. Por isso, elas são classificadas de acordo com esse potencial. São três tipos:
Totipotentes: são as células originais do embrião, que tem potencial para se tornarem tanto células do corpo, quanto para formarem tecidos extra-embrionários (como a placenta, por exemplo). São as células que dão origem ao embrião no início da gestação
Pluripotentes: são células capazes de se tornar qualquer tecido do corpo, mas não formam estruturas extra-embrionárias. São encontradas apenas no embrião em fases iniciais de formação
Multipotentes: são células-tronco adultas, que perdem o potencial de se tornar qualquer tipo de célula, mas ainda assim conseguem se diferenciar em uma gama ampla de células diferenciadas. Elas são encontradas em muitos tecidos do corpo.
Muitos tipos de células-tronco multipotentes continuam no organismo humano quando ele já está desenvolvido (ou seja, desde o nascimento, apesar de elas serem chamadas de adultas) enquanto as totipotentes e pluripotentes são encontradas apenas no embrião. Entre as multipotentes existem dois tipos mais conhecidos:
Mesenquimais: são células-tronco capazes de se diferenciar em células de tecidos sólidos, como músculos, ossos, cartilagem e gordura. No entanto, dependendo do local de sua origem, elas se diferenciam em tipos de células distintas
Hematopoiéticas: são células-tronco presentes no sangue e na medula óssea, que são capazes apenas de se diferenciar em células sanguíneas (hemácias, glóbulos brancos, etc...).
Além disso, os cientistas hoje conseguem transformar células já diferenciadas em células pluripotentes, que possuem potencial para se transformar em qualquer tipo de célula (exceto tecidos extra-embrionários) - são as chamadas células-tronco pluripotentes induzidas. Este processo é chamado de reprogramação celular.
Usos das células-tronco
As células-tronco são usadas atualmente em terapias celulares e também para criação de modelos de pesquisa, para entendimento de doenças e desenvolvimento de medicamentos. Veja a seguir alguns usos aprovados e em desenvolvimento das células-tronco.
Usos aprovados das células-tronco
Transplante de células-tronco hematopoiéticas: Também conhecido como transplante de medula óssea, esse é o uso mais antigo das células-tronco. Quando o transplante é feito, a ideia é justamente substituir essas células-tronco, para que as novas células produzidas pela medula óssea sejam saudáveis. Esse tratamento é usado para doenças como leucemia aguda, leucemia mieloide crônica, leucemia mielomonocítica crônica, linfomas, anemias graves, anemias congênitas, hemoglobinopatias, imunodeficiências congênitas, mieloma múltiplo, Síndrome mielodisplásica hipocelular, imunodeficiência combinada severa, osteopetrose, mielofibrose primária em fase evolutiva, síndrome mielodisplásica em transformação, talassemia major, entre outras.
Lipoenxertia sem reabsorção: Em alguns países os procedimentos plásticos de lipoenxertia (em que a gordura do corpo é enxertada em outras regiões) tem a gordura enriquecida com células-tronco. Isso impede que ocorra a reabsorção desse tecido adiposo, processo que ocorre devido a um entendimento do organismo de que aquela gordura está \"fora do lugar\" e precisa ser realocada. As células-tronco reduzem em até 90% as chances de reabsorção.
Pesquisas utilizando células-tronco
Medicamentos usando células-tronco: Já existem alguns medicamentos que usam as células-tronco em terapias celulares. O primeiro a ser aprovado para comercialização no mundo foi o Prochymal® (remestemcel-L), já aprovado no Canadá, Coreia do Sul, Nova Zelândia e Japão e em processo de avaliação nos Estados Unidos. Ele tem potencial para ser usado no tratamento de algumas doenças, como doença de Crohn, infarto agudo do miocárdio, DPOC e diabetes, entre outras, com estudos ainda em fase inicial.
Reconstrução óssea em fissura labiopalatina: Cientistas do Hospital Sírio-Libanês (em São Paulo), em parceria com o Hospital Municipal Infantil Menino Jesus, têm conduzido uma pesquisa em que usam células-tronco do dente de leite para reconstrução óssea em crianças com fissura labiopalatina (conhecida popularmente como lábio leporino). Quando a fissura compromete o osso na região alveolar e/ou palato (céu da boca), normalmente é preciso fazer um enxerto com o osso do quadril, o que causa dores no pós-operatório. No entanto, a pesquisa usa as células-tronco para estimular a renovação do osso no local. Além disso, eles estimulam essas células com aplicações de laser, o que torna o processo ainda mais rápido.
Entendimento dos transtornos do espectro autista: Pesquisas brasileiras também estudam os transtornos do espectro autista com o auxílio das células-tronco. Nesse caso, o intuito não é utilizá-las para tratamento em si, mas ajudar os especialistas a entenderem melhor como funcionam os neurônios dos autistas. Para tanto, eles fazem a reprogramação celular de células da polpa de dente ou células do sangue de pessoas com autismo, transformando-as novamente em células pluripotentes (células pluripotentes induzidas). Depois, essas células são induzidas a se tornarem neurônios. Com isso, é possível reproduzir exatamente como são os neurônios de crianças com e sem autismo. O próximo passo e usar esses modelos para testar novas drogas.
Tratamento do diabetes tipo 1: Pesquisadores norte-americanos estão testando como usar as células-tronco para ajudarem o pâncreas a recuperar sua função de produzir insulina, habilidade perdida por pessoas com diabetes tipo 1. Para tanto, eles estão injetando células-tronco em cápsulas que são colocadas no pâncreas e desempenham as funções das células-beta desse órgão sem serem atacadas pelo sistema imunológico. Os testes já foram realizados com sucesso em camundongos e agora está sendo testado em humanos.
Tratamento da degeneração macular: Estudos recentes conduzidos nos Estados Unidos têm tratado pacientes que haviam perdido a visão com a degeneração macular ou doença de Stargardt. Nele, os cientistas diferenciaram células-tronco em células do epitélio pigmentar da retina e as aplicaram nos pacientes, que apresentaram melhoras significativas, mesmo em casos mais avançados. Atualmente esse tratamento já se mostrou seguro e está em testes com grupos maiores de pacientes.
Tratamento do câncer: Alguns estudos no Reino Unido têm buscado formas de transformar as células-tronco em potenciais destruidoras de tumores de câncer. Para tanto, cientistas ativam o gene TRAIL nessas células, o que as torna semelhantes às células imunes. Essas células acabam sendo atraídas pelos tumores e fazem com que as células tumorais \"se suicidem\". Por enquanto essa terapia só foi estudada em ratos, mas conseguiu curar alguns deles completamente do câncer de pulmão.
Criação de órgãos para transplante: Muitos cientistas estudam como criar órgãos inteiros, direcionando células-tronco para se diferenciarem formando tecidos para órgãos específicos. Se forem usadas células do próprio paciente, não há risco de rejeição deste novo órgão. No entanto, o desafio dessa linha de pesquisa é fazer com que as células se diferenciem para os diferentes tecidos que podem compor um mesmo órgão, já que eles são estruturas complexas.
Onde as células-tronco são encontradas
As células-tronco embrionárias (totipotentes e pluripotentes) são encontradas apenas em embriões e muitas vezes podem ser retiradas de embriões descartados em processos de fertilização in vitro (processo que já causou polêmicas e discussões, já que não está estabelecido se esses embriões estão vivos).
Já as células-tronco multipotentes podem ser retiradas de diversos tecidos do corpo. Veja as regiões mais comuns para cada subtipo dessas células:
Células mesenquimais podem ser retiradas do dente de leite, da parede do cordão umbilical ou tecido adiposo
Células hematopoiéticas normalmente são retiradas da medula óssea ou do sangue do cordão umbilical.
Como as células-tronco são armazenadas
Com tantas terapias em desenvolvimento, muitas pessoas têm armazenado células-tronco, para conservar o recurso no futuro. De modo geral, esse armazenamento é feito através do congelamento. As células são coletadas de sua região de origem (a coleta muda conforme a origem da célula) e levadas ao laboratório em um meio de cultura próprio, que impede que elas sejam contaminadas por bactérias. No laboratório as células-tronco são separadas, multiplicadas e então armazenadas em tanques com nitrogênio líquido à - 196 °C.
Veja a seguir como é feita a coleta de cada tipo de célula-tronco:
Células-tronco do dente de leite
As células do dente de leite normalmente não são retiradas de um dente que já caiu. Isso ocorre porque esse dente entra em contato com bactérias e também já está há algum tempo sem o recebimento de sangue, o que pode causar a morte das células. De modo geral, os pais que desejam armazenar as células-tronco dos dentes de leite dos filhos devem levá-lo a um odontologista credenciado com esse tipo de tratamento. Ele avaliará os dentes que ainda conservam um ou dois terços da raiz através de um raio-x e então marcará a extração desse dente. Depois de extraído, o dente será colocado em um meio de cultura especial e levado ao laboratório.
Células do cordão umbilical
As células do cordão umbilical são retiradas logo após o parto, quando o bebê já está sob cuidado do pediatra. O sangue deve ser recolhido logo após o corte do cordão, e as células da parede podem ser armazenadas logo em seguida. Não há problema em fazer os dois armazenamentos na mesma operação.
Células da medula óssea
As células da medula óssea podem ser retiradas de duas formas: uma delas é através de uma punção no osso da bacia (feita através das nádegas). O procedimento dura 60 minutos e é feito com anestesia, com observação após o término.
Uma outra forma é a retirada pela veia, em que o doador toma um remédio durante cinco dias, que aumenta a produção de células-tronco. No sexto dia, o sangue é filtrado por uma máquina, que isola as células-tronco. O processo dura de quatro a seis horas e o remédio pode causar como efeito colateral algumas dores no corpo.
Células do tecido adiposo
As células do tecido adiposo podem ser retiradas após algum procedimento (como uma lipoaspiração ou mesmo após um parto cesárea, em que o médico aproveita o corte para retirar um pouco de gordura). Além disso, o procedimento pode ser feito através de uma biopsia simples em consultório médico.
Quem pode se aproveitar das terapias com célula-tronco?
Quando uma célula-tronco é armazenada, é com o intuito de usá-la futuramente em alguém. Mas as pessoas que podem se beneficiar dessas células variam conforme o tipo de célula:
Células-tronco mesenquimais
No caso das células mesenquimais, os estudos atuais são feitos usando células-tronco do próprio paciente. Isso porque não se sabe ao certo quais são os marcadores que indicam compatibilidade de uma célula-tronco desse tipo com o receptor. Além disso, as taxas de compatibilidade costumam ser mais altas em parentes de primeiro grau: 25% entre irmãos e 10% entre pai e filho.
Células-tronco hematopoiéticas
As células-tronco hematopoiética, no entanto, normalmente não são usadas no próprio doador. Isso porque algumas doenças, como a leucemia, ocorrem devido a problemas genéticos, que certamente estarão presentes nas células do cordão umbilical da pessoa doente. Nesses casos, é mais seguro utilizar a célula-tronco hematopoiética de um doador saudável.
Células-tronco são células que têm a capacidade de auto-renovação, ou seja, de dar origem a outras células-tronco iguais a ela, e que também têm o potencial para se tornarem outras células especializadas do nosso corpo quando recebem estímulos adequados.
Para entender melhor o conceito, é preciso levar em conta que o corpo humano é composto por um trilhão de células e algumas delas têm funções específicas. Um exemplo são os neurônios, células do sistema nervoso, que possuem atuação diferente das células que compõem os músculos. Dizemos que estas células com funções específicas são células diferenciadas
Tipos de células-tronco
Nem toda célula-tronco pode virar qualquer tipo de célula diferenciada. Por isso, elas são classificadas de acordo com esse potencial. São três tipos:
Totipotentes: são as células originais do embrião, que tem potencial para se tornarem tanto células do corpo, quanto para formarem tecidos extra-embrionários (como a placenta, por exemplo). São as células que dão origem ao embrião no início da gestação
Pluripotentes: são células capazes de se tornar qualquer tecido do corpo, mas não formam estruturas extra-embrionárias. São encontradas apenas no embrião em fases iniciais de formação
Multipotentes: são células-tronco adultas, que perdem o potencial de se tornar qualquer tipo de célula, mas ainda assim conseguem se diferenciar em uma gama ampla de células diferenciadas. Elas são encontradas em muitos tecidos do corpo.
Muitos tipos de células-tronco multipotentes continuam no organismo humano quando ele já está desenvolvido (ou seja, desde o nascimento, apesar de elas serem chamadas de adultas) enquanto as totipotentes e pluripotentes são encontradas apenas no embrião. Entre as multipotentes existem dois tipos mais conhecidos:
Mesenquimais: são células-tronco capazes de se diferenciar em células de tecidos sólidos, como músculos, ossos, cartilagem e gordura. No entanto, dependendo do local de sua origem, elas se diferenciam em tipos de células distintas
Hematopoiéticas: são células-tronco presentes no sangue e na medula óssea, que são capazes apenas de se diferenciar em células sanguíneas (hemácias, glóbulos brancos, etc...).
Além disso, os cientistas hoje conseguem transformar células já diferenciadas em células pluripotentes, que possuem potencial para se transformar em qualquer tipo de célula (exceto tecidos extra-embrionários) - são as chamadas células-tronco pluripotentes induzidas. Este processo é chamado de reprogramação celular.
Usos das células-tronco
As células-tronco são usadas atualmente em terapias celulares e também para criação de modelos de pesquisa, para entendimento de doenças e desenvolvimento de medicamentos. Veja a seguir alguns usos aprovados e em desenvolvimento das células-tronco.
Usos aprovados das células-tronco
Transplante de células-tronco hematopoiéticas: Também conhecido como transplante de medula óssea, esse é o uso mais antigo das células-tronco. Quando o transplante é feito, a ideia é justamente substituir essas células-tronco, para que as novas células produzidas pela medula óssea sejam saudáveis. Esse tratamento é usado para doenças como leucemia aguda, leucemia mieloide crônica, leucemia mielomonocítica crônica, linfomas, anemias graves, anemias congênitas, hemoglobinopatias, imunodeficiências congênitas, mieloma múltiplo, Síndrome mielodisplásica hipocelular, imunodeficiência combinada severa, osteopetrose, mielofibrose primária em fase evolutiva, síndrome mielodisplásica em transformação, talassemia major, entre outras.
Lipoenxertia sem reabsorção: Em alguns países os procedimentos plásticos de lipoenxertia (em que a gordura do corpo é enxertada em outras regiões) tem a gordura enriquecida com células-tronco. Isso impede que ocorra a reabsorção desse tecido adiposo, processo que ocorre devido a um entendimento do organismo de que aquela gordura está \"fora do lugar\" e precisa ser realocada. As células-tronco reduzem em até 90% as chances de reabsorção.
Pesquisas utilizando células-tronco
Medicamentos usando células-tronco: Já existem alguns medicamentos que usam as células-tronco em terapias celulares. O primeiro a ser aprovado para comercialização no mundo foi o Prochymal® (remestemcel-L), já aprovado no Canadá, Coreia do Sul, Nova Zelândia e Japão e em processo de avaliação nos Estados Unidos. Ele tem potencial para ser usado no tratamento de algumas doenças, como doença de Crohn, infarto agudo do miocárdio, DPOC e diabetes, entre outras, com estudos ainda em fase inicial.
Reconstrução óssea em fissura labiopalatina: Cientistas do Hospital Sírio-Libanês (em São Paulo), em parceria com o Hospital Municipal Infantil Menino Jesus, têm conduzido uma pesquisa em que usam células-tronco do dente de leite para reconstrução óssea em crianças com fissura labiopalatina (conhecida popularmente como lábio leporino). Quando a fissura compromete o osso na região alveolar e/ou palato (céu da boca), normalmente é preciso fazer um enxerto com o osso do quadril, o que causa dores no pós-operatório. No entanto, a pesquisa usa as células-tronco para estimular a renovação do osso no local. Além disso, eles estimulam essas células com aplicações de laser, o que torna o processo ainda mais rápido.
Entendimento dos transtornos do espectro autista: Pesquisas brasileiras também estudam os transtornos do espectro autista com o auxílio das células-tronco. Nesse caso, o intuito não é utilizá-las para tratamento em si, mas ajudar os especialistas a entenderem melhor como funcionam os neurônios dos autistas. Para tanto, eles fazem a reprogramação celular de células da polpa de dente ou células do sangue de pessoas com autismo, transformando-as novamente em células pluripotentes (células pluripotentes induzidas). Depois, essas células são induzidas a se tornarem neurônios. Com isso, é possível reproduzir exatamente como são os neurônios de crianças com e sem autismo. O próximo passo e usar esses modelos para testar novas drogas.
Tratamento do diabetes tipo 1: Pesquisadores norte-americanos estão testando como usar as células-tronco para ajudarem o pâncreas a recuperar sua função de produzir insulina, habilidade perdida por pessoas com diabetes tipo 1. Para tanto, eles estão injetando células-tronco em cápsulas que são colocadas no pâncreas e desempenham as funções das células-beta desse órgão sem serem atacadas pelo sistema imunológico. Os testes já foram realizados com sucesso em camundongos e agora está sendo testado em humanos.
Tratamento da degeneração macular: Estudos recentes conduzidos nos Estados Unidos têm tratado pacientes que haviam perdido a visão com a degeneração macular ou doença de Stargardt. Nele, os cientistas diferenciaram células-tronco em células do epitélio pigmentar da retina e as aplicaram nos pacientes, que apresentaram melhoras significativas, mesmo em casos mais avançados. Atualmente esse tratamento já se mostrou seguro e está em testes com grupos maiores de pacientes.
Tratamento do câncer: Alguns estudos no Reino Unido têm buscado formas de transformar as células-tronco em potenciais destruidoras de tumores de câncer. Para tanto, cientistas ativam o gene TRAIL nessas células, o que as torna semelhantes às células imunes. Essas células acabam sendo atraídas pelos tumores e fazem com que as células tumorais \"se suicidem\". Por enquanto essa terapia só foi estudada em ratos, mas conseguiu curar alguns deles completamente do câncer de pulmão.
Criação de órgãos para transplante: Muitos cientistas estudam como criar órgãos inteiros, direcionando células-tronco para se diferenciarem formando tecidos para órgãos específicos. Se forem usadas células do próprio paciente, não há risco de rejeição deste novo órgão. No entanto, o desafio dessa linha de pesquisa é fazer com que as células se diferenciem para os diferentes tecidos que podem compor um mesmo órgão, já que eles são estruturas complexas.
Onde as células-tronco são encontradas
As células-tronco embrionárias (totipotentes e pluripotentes) são encontradas apenas em embriões e muitas vezes podem ser retiradas de embriões descartados em processos de fertilização in vitro (processo que já causou polêmicas e discussões, já que não está estabelecido se esses embriões estão vivos).
Já as células-tronco multipotentes podem ser retiradas de diversos tecidos do corpo. Veja as regiões mais comuns para cada subtipo dessas células:
Células mesenquimais podem ser retiradas do dente de leite, da parede do cordão umbilical ou tecido adiposo
Células hematopoiéticas normalmente são retiradas da medula óssea ou do sangue do cordão umbilical.
Como as células-tronco são armazenadas
Com tantas terapias em desenvolvimento, muitas pessoas têm armazenado células-tronco, para conservar o recurso no futuro. De modo geral, esse armazenamento é feito através do congelamento. As células são coletadas de sua região de origem (a coleta muda conforme a origem da célula) e levadas ao laboratório em um meio de cultura próprio, que impede que elas sejam contaminadas por bactérias. No laboratório as células-tronco são separadas, multiplicadas e então armazenadas em tanques com nitrogênio líquido à - 196 °C.
Veja a seguir como é feita a coleta de cada tipo de célula-tronco:
Células-tronco do dente de leite
As células do dente de leite normalmente não são retiradas de um dente que já caiu. Isso ocorre porque esse dente entra em contato com bactérias e também já está há algum tempo sem o recebimento de sangue, o que pode causar a morte das células. De modo geral, os pais que desejam armazenar as células-tronco dos dentes de leite dos filhos devem levá-lo a um odontologista credenciado com esse tipo de tratamento. Ele avaliará os dentes que ainda conservam um ou dois terços da raiz através de um raio-x e então marcará a extração desse dente. Depois de extraído, o dente será colocado em um meio de cultura especial e levado ao laboratório.
Células do cordão umbilical
As células do cordão umbilical são retiradas logo após o parto, quando o bebê já está sob cuidado do pediatra. O sangue deve ser recolhido logo após o corte do cordão, e as células da parede podem ser armazenadas logo em seguida. Não há problema em fazer os dois armazenamentos na mesma operação.
Células da medula óssea
As células da medula óssea podem ser retiradas de duas formas: uma delas é através de uma punção no osso da bacia (feita através das nádegas). O procedimento dura 60 minutos e é feito com anestesia, com observação após o término.
Uma outra forma é a retirada pela veia, em que o doador toma um remédio durante cinco dias, que aumenta a produção de células-tronco. No sexto dia, o sangue é filtrado por uma máquina, que isola as células-tronco. O processo dura de quatro a seis horas e o remédio pode causar como efeito colateral algumas dores no corpo.
Células do tecido adiposo
As células do tecido adiposo podem ser retiradas após algum procedimento (como uma lipoaspiração ou mesmo após um parto cesárea, em que o médico aproveita o corte para retirar um pouco de gordura). Além disso, o procedimento pode ser feito através de uma biopsia simples em consultório médico.
Quem pode se aproveitar das terapias com célula-tronco?
Quando uma célula-tronco é armazenada, é com o intuito de usá-la futuramente em alguém. Mas as pessoas que podem se beneficiar dessas células variam conforme o tipo de célula:
Células-tronco mesenquimais
No caso das células mesenquimais, os estudos atuais são feitos usando células-tronco do próprio paciente. Isso porque não se sabe ao certo quais são os marcadores que indicam compatibilidade de uma célula-tronco desse tipo com o receptor. Além disso, as taxas de compatibilidade costumam ser mais altas em parentes de primeiro grau: 25% entre irmãos e 10% entre pai e filho.
Células-tronco hematopoiéticas
As células-tronco hematopoiética, no entanto, normalmente não são usadas no próprio doador. Isso porque algumas doenças, como a leucemia, ocorrem devido a problemas genéticos, que certamente estarão presentes nas células do cordão umbilical da pessoa doente. Nesses casos, é mais seguro utilizar a célula-tronco hematopoiética de um doador saudável.