Terapia Celular

Terapia Celular

FACULDADE DE GUANAMBI

CENTRO DE ENSINO SUPERIOR DE GUANAMBI

Terapia celular

ANA KARLA ARAÚJO

DEISY CARDOSO

MARGARIDA COTRIM

GUANAMBI – BA

Novembro/2009

ANA KARLA ARAÚJO

DEISY CARDOSO

MARGARIDA COTRIM

Terapia celular

Trabalho apresentado ao Curso de Graduação em Biomedicina da Faculdade de Guanambi, para a disciplina Banco de Sangue.

Profª M.Sc. Cristina Padre

GUANAMBI – BA

Novembro/2009

SUMÁRIO

terapia celular 4

1.1 Introdução 4

1.2 Células-tronco – definições 4

1.3 Células-tronco embrionárias 5

1.4 Células-tronco somáticas 7

1.5 Células-tronco mesenquimais 8

1.6 Células progenitoras endoteliais 10

1.7 Células somáticas pluripotentes 10

1.8 Outras terapias celulares 12

1.8.1 Células citotóxicas 12

1.8.2 Células dendríticas 12

1.8.3 Células T aloimunes 12

2 Considerações finais 14

3 Referência bibliográfica 15

4 anexo 16

terapia celular

1.1Introdução

O aparecimento da terapia celular se dá por volta do século XX. Observando um grande destaque na década de 1990, período em que foi introduzida, de forma sistemática, a coleta de células-tronco do sangue periférico e de linfócitos como importantes terapias para uma grande quantidade de doenças. Sendo também interessante comentar que a partir da década de 1970, foram observados extraordinários desenvolvimentos como: o aparecimento dos transplantes de medula óssea e nas décadas de 1980 e 1990, a utilização do sangue de cordão umbilical como fonte alternativa de células-tronco.

As novas e promissoras técnicas na área de terapia celular se destacam mesmo no século XXI, com a possibilidade concreta de se estabelecer no seu início as bases da medicina regenerativa, promessas de cura para doenças crônico-degenerativas de praticamente todos os tecidos corporais, incluindo o coração, o sistema nervoso central, o sistema músculo-esquelético, o pâncreas, o fígado e os rins, entre outros. Esta promessa se faz com base nas propriedades plásticas das células-tronco embrionárias e do indivíduo adulto que seriam, a partir das evidências iniciais, capazes de regenerar todas as células e tecidos corporais.

Neste trabalho, são apresentadas algumas evidências que apóiam estas expectativas e algumas dificuldades para a sua consecução.

1.2Células-tronco – definições

Células-tronco (CT) são células que apresentam três características distintivas:

a) capacidade de auto-renovação – que significa a habilidade de se dividir por todo o período de vida do organismo, originando células com este mesmo potencial;

b) capacidade de se diferenciar em múltiplos tipos celulares;

c) capacidade de reconstituir um determinado tipo de tecido in vivo.

Baseando-se na capacidade de diferenciação, as células-tronco podem ser classificadas em:

a) CT totipotentes – esta denominação se aplica ao ovo fertilizado (zigoto) que possui a capacidade de originar todas as células e tecidos que formam o embrião (mesoderma, endoderma, ectoderma e células germinativas) e também o tecido de suporte (trofoblasto) necessário para o desenvolvimento embrionário no útero. O zigoto divide e se diferencia até a produção de organismos maduro que, no caso dos humanos, possui mais de 200 tipos celulares.

b) CT pluripotentes – são as células-tronco embrionárias derivadas da massa celular interna do blastocisto, e as células germinais embrionárias derivadas da prega gonadal. Estas células são capazes de originar os tecidos embrionários (mesoderma, ectoderma, endoderma e células germinativas), mas não são capazes de originar o tecido extra-embrionário.

c) CT multipotentes – são as células que podem ser isoladas de vários tecidos do organismo adulto e capazes de se diferenciar em vários tipos celulares específicos de diversos tecidos como, por exemplo, as células-tronco mesenquimais que são capazes de se diferenciar em osso, cartilagem e tecido adiposo.

d) CT unipotentes – são as células que são capazes de se diferenciar em células de um único tipo de tecido, como por exemplo, as células ovais do fígado.

e) Células progenitoras ou comissionadas – possuem capacidade de auto-renovação limitada e se diferenciam em apenas um determinado tipo celular.

Quanto à origem as células-tronco, podem ser classificadas em CT embrionárias e em CT do adulto ou somática. As CT embrionárias são as células pluripotentes enquanto as CT do adulto são multipontentes, unipotentes ou precurssoras.

1.3Células-tronco embrionárias

As CT embrionárias humanas foram isoladas a partir da massa celular interna do blastocisto e cultivadas “in vitro” em 1998. Estas células possuem a capacidade de formar todos os tecidos corporais. Uma das mais interessantes propriedades dessas CT é a sua capacidade de diferenciação em múltiplos tipos celulares em cultura quando estímulos apropriados são utilizados. O método mais simples de início da diferenciação em cultura é a formação de estruturas tridimensionais esféricas denominadas corpos embrióides (CE). Os CE são agregados celulares que contém células representativas das três camadas embrionárias (mesoderma, ectoderma e endoderma) e sua formação é pré-requisito para a geração de linhagens celulares somáticas mais maduras. Corpos embrióides não geram embriões, apenas células com características embrionárias. Diversos tipos celulares são obtidos destas culturas incluindo cardiomiócitos, condrócitos, adipócitos, células endoteliais, osteócitos, neurônios, astrócitos, aligodendrócitos, epitélio alveolar, hepatocitos e ilhotas pancreáticas (Fig. 1).

Fig. 1 – Esquema indica o isolamento e a cultura de CT embrionárias (CTE) a partir da massa celular interna do blastocisto. As CTE cultivadas sobre uma camada de fibroblastos alimentadores originam corpos embrióides que quando estimulados apropriadamente originam células diferenciadas das três camadas germinativas: mesoderma, ectoderma e endoderma. As CTE quando injetadas em camundongos originam teratomas.

Embora as CT embrionárias possuam considerável potencial terapêutico, vários obstáculos precisam ser superados antes de qualquer aplicação clínica. O mais importante é representado pela observação de que todos os métodos de diferenciação empregados até o momento não produzem populações com 100% de pureza em termos de maturação. Este fato, por si, impede a utilização destas células, visto que quando indiferenciadas ou comprometidas com mais de uma linhagem celular podem originar a formação de teratomas (tumores embrionários). Outro obstáculo é representado pela imuno-reatividade destas células que podem ser rejeitadas pelo hospedeiro, necessitando da utilização de terapias imunossupressoras pelos receptores. E este segundo obstáculo poderá ser superado através da utilização da chamada clonagem terapêutica ou transferência de núcleo somático (Fig. 2). Através desta técnica, o núcleo de uma célula somática do paciente é transferido para o plasma o citoplasma de um óvulo enucleado. O híbrido celular é estimulado eletricamente a entrar em ciclo celular e mantido em cultura até a formação do blastocisto. A massa células interna do blastocisto é então isolada e dela são derivados as CT embrionárias que são, agora, compatíveis com os tecidos do receptor.

Fig. 2 – Esquema da Transferência de Núcleo Somático ou Clonagem Terapêutica.

A experimentação com CT embrionárias encontra-se, no momento, no meio de um grande debate ético.

1.4Células-tronco somáticas

Inúmeras publicações têm sugerido que as CT somáticas não estariam exclusivamente restritas à produção de células específicas para o tecido do qual se originam e seriam capazes de exibir um espectro maior de diferenciação que caracterizaria a plasticidade das CT somáticas. Vários trabalhos demonstraram que, o transplante de células do cérebro, músculo, pele e gordura resultaram no aparecimento de células próprias do doador e outros tecidos que não o de origem das CT, levando ao conceito de plasticidade, ou seja, a CT de um determinado tipo de tecido quando colocadas em um novo micro-ambiente passam a se transdiferenciar e iniciar a produção de células específicas do tecido onde elas estão residindo. Este novo conceito desafia frontalmente os conceitos tradicionais da embriologia onde a transdiferenciação entre células de diferentes origens embriológicas não é aceita.

Foi então difundido a crença de que o transplante de células da medula óssea poderia ser utilizado para o tratamento de doenças não hematológicas, como doenças cardíacas, neurológicas e musculares. Os estudos iniciais sobre a plasticidade das CT, embora excitantes, eram de natureza de descritiva. Nenhum destes trabalhos indicava claramente o mecanismo biológico que pudesse explicar a ocorrência do fenômeno e também não identificava o tipo celular diretamente responsável pelos fatos observados. Entretanto demonstraram que o fenômeno da transdiferenciação pode ser explicado em alguns casos pela contaminação celular e em outros pela ocorrência de fusão celular entre as células do doador e as células dos diversos tecidos do receptor estudados (Fig. 3).

Fig. 3 – Mecanismo que poderiam explicar a “plasticidade das CT somáticas”.

Outra explicação para os efeitos observados seria que a medula óssea, além da CT hematopoéticas, contem outras CT que apresentam potencial terapêutico como as células mesenquimais e as células progenitoras endoteliais.

1.5Células-tronco mesenquimais

As células mesenquimais são células pluripotentes presentes em muitos tecidos do indivíduo adulto e do feto como a medula óssea, gordura, músculo, sangue do cordão umbilical e outros. Estas células são de fácil obtenção e podem ser amplificadas “in vitro” sem perda da sua multipotencialidade. São células capazes de se diferenciar “in vitro” em células gordurosas, musculares, ósseas e condrocitárias (cartilagem).

As células tronco mesenquimais (MSC) poderão ser utilizadas em 4 áreas:

a) Implante local de MSC – para o tratamento de doenças localizadas (ósseas, articulares, cutâneas etc.). A exemplo: os inúmeros estudos em animais que demonstram a eficácia do uso de MSC para o tratamento de defeitos ósseos. MSC expandidas in vitro foram efetivas na regeneração de lesões ósseas em pacientes com deficiência de consolidação. O mesmo tipo de procedimentos foi utilizado para o tratamento de lesões osteocondrais. Aplicações locais de MSC também foram utilizadas para tratamento de doenças vasculares isquêmicas, como a doença arterial periférica, doença coronariana e ulceras crônicas de pele. Estes estudos não apresentaram complicações importantes e alguns resultados foram encorajadores.

b) Terapia Sistêmica – para contribuir para a regeneração de órgão como fígado, coração ou como terapia imunomoduladora do TMO. O transplante alogênico de MSC foi realizado em um grupo de crianças com osteogênese imperfeita. As células transplantadas se fixaram nos ossos doentes e foram capazes de produzir colágeno normal. Entretanto, o porcentual de enxertamento foi pequeno e sua contribuição para a melhoria da doença foi pequena. Procedimento semelhante foi utilizado para tratamento de pacientes com a síndrome de Hurler e com anemia aplástica grave. Outra aplicação promissora é o transplante de MSC para introduzir imunomodulação em pacientes submetidos ao transplante alogênico de MO como prevenção ou tratamento da doença do enxerto contra o hospedeiro (GVHD).

c) Terapia Gênica – as MSCs são veículos ideais para introdução de genes funcionais devido à sua elevada capacidade proliferativa e sobrevivência de longo prazo.

d) Engenharia Tecidual – para a substituição de tecidos e órgãos. Nesta área o objetivo é a utilização das células tronco do paciente para produzir tecidos funcionais que irão substituir parte do órgão doente. Estes tecidos serão produzidos sobre uma matriz artificial tridimensional biocompatível, em sistemas de cultura ex vivo. Estes estudos iniciais indicam que as MSCs possuem grande potencial terapêutico. Entretanto, estudos clínicos controlados e randomizados são necessários para esclarecer a sua eficácia e segurança a longo prazo.

1.6Células progenitoras endoteliais

Outro tipo de CT presente na medula óssea é a célula progenitora endotelial (CPE) envolvida na formação de novos sanguíneos (angiogênese e neoangiogênese). Este tipo celular ainda é pouco conhecido, mas o seu potencial terapêutico é grande visto que as doenças vasculares são as principais causas de morte nos países desenvolvidos. As CPEs do indivíduo adulto apresentam capacidade de circulação, proliferação, participação na formação da rede vascular e de diferenciação em células endoteliais maduras. Elas estão envolvidas em uma série de processos que incluem a isquemia e o infarto do miocárdio, a isquemia periférica dos membros, a cicatrização de feridas, a aterosclerose, o reparo endotelial endógeno e a vascularização tumoral. Tem como função: reparo endotelial e regeneração vascular; funcionando como reparadoras de lesões endoteliais vasculares e como atenuadoras da doença aterosclerótica experimental.

Inúmeros estudos pré-clínicos e clínicos têm explorado o potencial terapêutico da administração das CPEs para o tratamento das doenças vasculares isquêmicas, incluindo o infarto do miocárdio, a doença vascular periférica, a vasculopatia diabética e a aterosclerose.

1.7Células somáticas pluripotentes

A primeira célula-tronco do adulto com esta característica foi descrita pelo grupo de pesquisadores liderados por Catherine Verfaillie, em 2001, e denominada inicialmente de mesodermal progenitor cells (MPC). Posteriormente, estas células foram denominadas de multipotent adult progenitors cells (MAPC). As MAPC apresentam potencial terapêutico semelhante ao das CTE.

Quando induzidas, diferenciam-se em osteoblastos, condrócitos, adipócitos, células estromais, mioblastos esqueléticos e células endoteliais. Estas células foram capazes de se diferenciar em células endoteliais maduras que, por sua vez, contribuíam para a neoangiogênese in vivo em modelos animais de crescimento tumoral e reparo de ferida. A natureza pluripotencial das MAPC foi demonstrada a partir da diferenciação de uma única célula em linhagens celulares do mesoderma, endoderma e neuroectoderma (Fig. 4). Quando injetadas no blastocisto, uma única MAPC contribuiu para formar a maioria dos tipos celulares somáticos, observação que a transforma em uma fonte ideal de células para tratamento de inúmeras doenças degenerativas. Até o momento estas células não foram caracterizadas quanto ao seu perfil de expressão gênica.

Fig. 4 – Representação esquemática da MAPC indicando a sua natureza pluripotencial.

Outra célula tronco pluripotente do adulto, denominada human bone marrow multipotent stem cells (hBMSCs) foram isoladas inicialmente por aderência à placa de cultura e posteriormente clonadas.

A injeção destas células em modelos animais de infarto do miocárdio produziu melhora hemodinâmica, enxertamento e reparo tecidual com aumento da rede capilar, da densidade de cardiomiócitos e diminuição da fibrose miocárdica.

O potencial terapêutico destas células somáticas pluripotenciais esta sendo explorado em modelos animais e em pouco tempo saberemos se poderão ou não ser utilizadas no tratamento de diversas doenças em humanos.

1.8Outras terapias celulares

1.8.1Células citotóxicas

Além da terapia com CT, o século XXI também testemunhará o aperfeiçoamento da hemoterapia celular utilizando-se células citotóxicas T específicas (CTL) para o combate a tumores e vírus. Estudos iniciais já foram realizados para tratamento do linfoma de Hodgkin, infecção pelo citomegalovírus em transplantados e na infecção pelo HIV-1. O potencial terapêutico destas células parece altamente promissor.

1.8.2Células dendríticas

Outra célula com grande potencial terapêutico é a célula dendrítica (CD). As CD representam a classe mais potencial de leucócitos para indução da imunidade celular. Nos últimos anos, a experimentação clínica com CD tem crescido substancialmente e hoje existem evidências que estas células sejam efetivas no tratamento de doenças infecciosas e neoplásicas, bem como na produção de vacinas celulares.

1.8.3Células T aloimunes

O transplante alogênico de CT, além de restaurar a hematopoese, também possui um efeito “enxerto contra leucemia” (GVL). Inúmeros estudos demonstraram que o GVL está envolvido diretamente na erradicação da leucemia. Responsáveis por este efeito são os linfócitos T presentes entre as células transplantadas. A efetividade deste tratamento pode ser facilmente observada através do efeito GVL produzido pela infusão de linfócitos do doador (DLI) na leucemia mielóide crônica em recaída pós-transplante, quando a taxa de remissão pode ser superior a 80%. O único inconveniente deste tipo de tratamento é que ele se associa à doença do enxerto contra o hospedeiro (GVHD). Separar o efeito GVL do efeito indesejável GVHD é tarefa para os próximos anos e a sua consecução representará um enorme avanço no tratamento das doenças neoplásicas.

2Considerações finais

Diante do exposto concluímos que a terapia celular é de suma importância, pois tais células devido as suas características de diferenciação e auto-renovação de vários órgãos e tecidos é útil na terapia de diversas doenças crônico-degenerativas; onde através de diversas pesquisas poderia chegar à cura de patologias incuráveis ao organismo humano.

No que se refere às células embrionárias, observamos que quando se aplica estímulos apropriados estas células podem diferenciar em múltiplos tecidos celulares, notando que os métodos empregados nem sempre produzem toda a linhagem de pureza em termos de maturação, impedindo assim muitas vezes a sua utilização, pois quando comprometidas podem originar tumores embrionários, sendo assim prejudicial ao organismo humano. Não se esquecendo de mencionar outro fato que tais células produzem no organismo, sendo que após a aplicação alguns hospedeiros podem rejeitar, fazendo uma reação de imuno-reatividade, notando que mesmo com o grande potencial terapêutico é necessário observar todas as peculiaridades celulares.

Cabendo ainda mencionar que apesar das grandes descobertas na terapia celular ainda tem muito que descobrir, e que cada célula deste grupo tem uma característica peculiar e especial no tratamento de patologias, sendo necessário ressaltar que apesar das descobertas existe grande resistência por parte religiosa, influenciando com doutrinas e dogmas, tornando às vezes, que as pesquisas fiquem limitadas.

3Referência bibliográfica

COVAS, Dimas Tadeu [et al]. Hemoterapia: fundamentos e prática. São Paulo: Editora Atheneu, 2007.

Resultados Iniciais do Transplante de Células de Medula Óssea para o Miocárdio de Pacientes com Insuficiência Cardíaca de Etiologia Chagásica. Arquivos Brasileiros de Cardiologia - Volume 87, Nº 2, Agosto 2006.

4anexo

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