celulas tronco

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Em primeiro lugar...

A equipe do Centro de Estudos do Genoma Humano (CEGH) desenvolve várias linhas de pesquisa relacionadas ao uso de terapia celular em doenças neuromusculares, síndromes e mal formações congênitas craniofaciais — como fazem pesquisadores em todo o mundo. A terapia com células-tronco é uma das formas possíveis de terapia celular. Essas pesquisas, no entanto, estão ainda em fase preliminar e no momento são realizadas somente em animais. Elas são muito promissoras, mas requerem mais estudos antes de serem aplicadas a seres humanos. Ainda estamos longe, portanto, de convocar ou envolver pacientes em tratamentos. O trabalho continuado de pesquisa nesse campo, encetado por cientistas de todo o mundo, poderá resultar em tratamento. Há esperanças; mas, por enquanto, os prazos são dilatados e incertos.

Nesta página, a equipe do CEGH reunirá informações precisas e sempre atualizadas sobre as pesquisas com células-tronco, com o objetivo de esclarecer a todos os pacientes que nos acompanham nessa batalha.

O que é célula-tronco embrionária? Voltemos agora à nossa primeira célula, resultante da fecundação do óvulo pelo espermatozóide. Ela logo começa a se dividir: em duas; essas duas em quatro; as quatro em oito e assim por diante. Pelo menos até a fase de oito células, cada uma delas é capaz de se desenvolver em um ser humano completo. São chamadas, por isso, de totipotentes. Passadas 72 horas desde a fecundação, o embrião – agora já com cerca de 100 células, é chamado de blastocisto. Nessa fase as células do embrião se diferenciam em dois grupos: um grupo de células externas, que originam as estruturas extraembrionárias associadas com a implantação do embrião e com a formação da placenta, e uma massa de células interna, que vai formar o embrião propriamente dito. É nessa fase que ocorre a implantação do embrião na cavidade uterina. As células internas do blastocisto vão originar as centenas de tecidos diferentes que compõem o corpo humano. São chamadas de células-tronco embrionárias pluripotentes. A partir de um determinado momento, essas células somáticas, que ainda são todas iguais, começam a se diferenciar nos vários tecidos: sangue, fígado, músculos, cérebro, ossos etc... Os genes que controlam esta diferenciação e o processo pelo qual isto ocorre são um mistério. O que sabemos é que, uma vez diferenciadas, as células somáticas perdem a capacidade de originar qualquer tecido. As células descendentes de uma célula diferenciada vão manter as mesmas características daquela que as originou, isto é, células de fígado vão originar células de fígado, células musculares vão originar células musculares. Apesar de o DNA ser igual em todas as células do nosso corpo, os genes contidos nele se expressam de maneiras diferentes a depender do tecido ao qual a célula pertence. Quer dizer: o DNA e os genes são idênticos, mas a expressão gênica é específica para cada tecido. Com exceção dos genes responsáveis pela manutenção do metabolismo celular (“housekeeping genes”) que se mantém ativos em todas as células do organismo, só funcionam nas células de cada tecido ou órgão aqueles genes importantes para a manutenção daquele tecido ou do órgão. Os outros se mantêm “silenciados” ou inativos.

O que é clonagem? A clonagem é um mecanismo comum de propagação da espécie em plantas ou bactérias. Em humanos, os clones naturais são os gêmeos idênticos que se originam da divisão de um mesmo óvulo fertilizado. A grande revolução da Dolly abriu caminho para a possibilidade de clonagem humana ao demonstrar, pela primeira vez, que era possível clonar um mamífero - isto é, produzir uma cópia geneticamente idêntica, a partir de uma célula somática diferenciada. Para entendermos porque esta experiência foi surpreendente precisamos recordar um pouco de embriologia.

Todos nós já fomos uma célula única, resultante da fusão de um óvulo e de um espermatozóide. Esta primeira célula já tem no núcleo o DNA com toda a informação genética necessária para o novo ser. No núcleo das nossas células, o DNA se organiza em pares de cromossomos e apresenta-se muito condensado. Com exceção das células sexuais — o óvulo e o espermatozóide, que têm 23 cromossomos —, em todas as outras células do corpo humano há 46 cromossomos (23 pares) em seus núcleos. As células do corpo, não sexuais, são as chamadas células somáticas.

A grande contribuição da clonagem da Dolly foi justamente a descoberta que uma célula somática de mamífero, já diferenciada, poderia ser reprogramada ao estágio inicial e voltar a ser totipotente. Os cientistas escoceses realizaram isso ao transferirem o núcleo de uma célula somática da glândula mamária de uma ovelha para um óvulo enucleado — quer dizer, de onde tinham retirado o núcleo. Surpreendentemente, o óvulo começou a comportar-se como um óvulo recém-fecundado por um espermatozóide.

Para obtenção de um clone, o óvulo para o qual os cientistas transferiram o núcleo da célula somática foi inserido no útero de uma outra ovelha. Se desejássemos fazer clonagem humana reprodutiva, teríamos que retirar o núcleo de uma célula somática que, teoricamente, poderia ser de qualquer tecido de uma criança ou adulto, inserir o núcleo em um óvulo, e depois implantá-lo no útero de uma mulher, que funcionaria como barriga de aluguel. Se o óvulo se desenvolvesse teríamos um novo ser com as mesmas características físicas da criança ou adulto de quem foi retirada a célula somática. Seria como um gêmeo idêntico nascido posteriormente.

Já sabemos que esse processo não é fácil. Dolly só nasceu depois de 276 tentativas fracassadas. Além disso, dentre os núcleos das 277 células da “mãe de Dolly“ inseridos em um óvulo sem núcleo, 90% não alcançaram nem o estágio de blastocisto. As tentativas posteriores de clonar outros mamíferos, camundongos, porcos, bezerros, um cavalo e um veado, também mostram eficiência muito baixa e uma proporção muito grande de abortos e embriões malformados. Penta, a primeira bezerra brasileira clonada a partir de uma célula somática adulta, em 2002, morreu com um pouco mais de um mês. Ainda em 2002, foi anunciada a clonagem do “copycat”, o primeiro gato de estimação clonado a partir de uma célula somática adulta. Para chegar a isso, foram utilizados 188 óvulos que geraram 87 embriões e apenas um animal vivo. Na realidade, experiências recentes, com diferentes modelos animais, têm mostrado que a reprogramação da célula somática para um estágio embrionário, indiferenciado, que originou Dolly, é extremamente difícil. Ian Wilmut, o cientista escocês famoso pela experiência que resultou no nascimento de Dolly, afirma que praticamente todos os animais clonados nos últimos anos a partir de células não-embrionárias estão com problemas (Rhind, 2003). Entre os diferentes defeitos dos pouquíssimos animais que nasceram vivos após inúmeras tentativas, observaram-se: placentas anormais, gigantismo em ovelhas, defeitos cardíacos em porcos, problemas pulmonares em vacas, ovelhas e porcos, problemas imunológicos, falha na produção de leucócitos, defeitos musculares em carneiros. De acordo com Hochedlinger e Jaenisch (2003), os avanços recentes em clonagem reprodutiva permitem quatro conclusões importantes:

1) A maioria dos clones morre no início da gestação; 2) os animais clonados têm defeitos e anormalidades semelhantes independentemente da célula doadora ou da espécie; 3) essas anormalidades provavelmente ocorrem por falhas na reprogramação do genoma das células somáticas; 4) a eficiência da clonagem depende do estágio de diferenciação da célula doadora. De fato, a clonagem reprodutiva a partir de células embrionárias têm mostrado uma eficiência de 10 a 20 vezes maior, provavelmente porque os genes importantes no início da embriogênese estão ainda ativos no genoma da célula doadora. (Hochedlinger e Jaenisch, 2003).

Entre todos os mamíferos já clonados, é interessante notar que a eficiência é um pouco maior em bezerros. Outro fato intrigante é não se ter notícias de macaco que tenha sido clonado. Talvez por essa razão, a cientista inglesa Ann McLaren afirma que as falhas na reprogramação do núcleo somático podem vir a se constituir em barreira intransponível para a clonagem humana. Mesmo assim, pessoas como o médico italiano Antinori e a seita dos raelianos defendem a clonagem humana, um procedimento que tem sido proibido em todos os países. De fato, em 2003, as academias de ciências de 63 países, inclusive a brasileira, formalizaram documento conjunto em que pedem o banimento da clonagem reprodutiva humana. O fato é que a simples possibilidade de clonar humanos suscita discussões éticas em todos os segmentos da sociedade: Por que clonar? Quem deveria ser clonado? Quem iria decidir? Quem será o pai ou a mãe do clone? O que fazer com os clones que nascerem defeituosos?

Na realidade o maior problema ético atual é o enorme risco biológico associado à clonagem reprodutiva.

Apesar de todos estes argumentos contra a clonagem humana reprodutiva, as experiências com animais clonados têm nos ensinado muito acerca do funcionamento celular. Por outro lado, a tecnologia de transferência de núcleo para fins terapêuticos, a chamada clonagem terapêutica, poderá ser extremamente útil para obtenção de células-tronco embrionárias.

A técnica de clonagem terapêutica para obtenção de células-tronco embrionáriasSe tivermos um óvulo humano cujo núcleo foi substituído por um núcleo de célula somática e deixarmos que se divida no laboratório – não em um útero -, teríamos a possibilidade teórica de obter blastocistos e usar suas células-tronco embrionárias pluripotentes para formar diferentes células. Isso já foi feito em animais. Com isso, abrir-se-iam perspectivas fantásticas para futuros tratamentos. Hoje, só se consegue cultivar em laboratório células com as mesmas características do tecido de onde foram retiradas ou transformá-las em poucos tipos celulares. É importante esclarecer que, na clonagem para fins terapêuticos, os tecidos seriam produzidos apenas em laboratório. Não se trata de clonar um feto até alguns meses dentro do útero para depois lhe retirar os órgãos para transplante, como alguns acreditam.

Terapia celular: quais seriam as outras possíveis fontes de células-tronco?A) Células-tronco do adulto: existem células-tronco em vários tecidos de crianças ou adultos, as células-tronco do adulto. Por exemplo, na medula óssea, no sangue, no fígado existem células desse tipo. No entanto, a quantidade é pequena; além disso, não sabemos ainda em que tecidos essas células-tronco são capazes de se diferenciar. Pesquisas recentes mostraram que células-tronco retiradas da medula óssea de indivíduos com problemas cardíacos foram capazes de ajudar a reconstituir o músculo do seu coração — o que abre perspectivas de tratamento para pessoas com problemas cardíacos. Essa técnica chama-se auto-transplante; sua maior limitação é não servir para portadores de doenças genéticas. Os portadores de doenças genéticas possuem um ou mais genes defeituosos em todas as células de seu corpo. Então, não dá para partir de uma célula com gene defeituosos para fazer um auto-tratamento. B) Células-tronco do cordão umbilical e placenta: Pesquisas recentes mostram que o sangue do cordão umbilical e da placenta são ricos em células-tronco do adulto. No entanto, também não sabemos ainda qual o potencial de diferenciação dessas células em diferentes tecidos. Se as pesquisas com células-tronco de cordão umbilical derem os resultados esperados, isto é, se elas forem realmente capazes de regenerar tecidos ou órgãos, esta será certamente uma ótima notícia, seu uso não envolve grandes polêmicas. Teríamos então que resolver o problema da compatibilidade entre as células-tronco do cordão doador e o receptor. Para isso, será necessário criar, com a maior urgência, bancos públicos de cordão – semelhantes a bancos de sangue: quanto maior o número de amostras de cordões em um banco, maior a chance de se achar um doador compatível com o receptor. Experiências recentes já demonstraram que o sangue do cordão umbilical é o melhor material para substituir a medula óssea em casos de leucemia. Por isso, a criação de bancos de cordão é uma prioridade que se justifica em um primeiro momento para o tratamento de doenças sangüíneas, mesmo antes de confirmarmos o resultado de outras pesquisas que podem indicar outras possibilidades de uso para essas células.

C) Células-tronco de polpa de dentes decíduos: Pesquisas recentes têm mostrado que a polpa de dentes decíduos é rica em células-tronco adultas. Os trabalhos científicos da literatura demonstram que estas células têm capacidade de originar osso, músculo, gordura, cartilagem e neurônios, quando expandidas em laboratório ("estudos in vitro"). Nossas pesquisas corroboram com os dados da literatura, pois observamos que estas células são capazes de originar diferentes tecidos "in vitro" e de gerar osso humano em modelos animais ("in vivo”) [Bueno, D, tese de doutorado, 2007]. Essa é certamente uma ótima notícia, pois seu uso não envolve grandes polêmicas, visto que toda criança perde os dentes de leite entre os 6 e 12 anos de idade, e portanto, o processo de obtenção das células-tronco não é invasivo. Assim sendo, se fosse estabelecido um banco de células-tronco a partir de dente, esses indivíduos poderiam utilizar as mesmas para potencial reabilitação no futuro, pois não haveria problema da compatibilidade. Os dados da literatura e nossa experiência preliminar ainda sugerem que essas células desenvolvem baixa resposta imunológica, portanto é possível que células-tronco de um indivíduo possam ser utilizadas em outros, mesmo não havendo compatibilidade do sistema imunológico, como o HLA. Vale ressaltar, contudo, que pesquisas precisam ser realizadas para responder a esta importante questão. Atualmente, as células-tronco obtidas da medula óssea vêm sendo utilizadas para regeneração do tecido ósseo em humanos, no entanto, o processo para sua obtenção é doloroso e invasivo, portanto os dentes decíduos são fontes promissoras de células-tronco adultas que poderão ser utilizadas no futuro.D) Células-tronco embrionárias: Se as células-tronco de cordão não tiverem a potencialidade desejada, a alternativa será o uso de células-tronco embrionárias, obtidas de embriões não utilizados e congelados em clínicas de fertilização. Os opositores ao uso de células embrionárias para fins terapêuticos argumentam que isso poderia gerar um comércio de embriões ou que haveria destruição de “embriões humanos” — e não seria ético destruir uma vida para salvar outra.

Aspectos éticosApesar destes argumentos, o uso de células-tronco embrionárias para fins terapêuticos, obtidas pela transferência de núcleo ou de embriões congelados em clínicas de fertilização, é defendido pelas pessoas que poderão se beneficiar desta técnica e pela maioria dos cientistas. As 63 academias de ciência do mundo que se posicionaram contra a clonagem reprodutiva defendem as pesquisas com células embrionárias para fins terapêuticos. Em relação aos que acham que a clonagem terapêutica pode abrir caminho para clonagem reprodutiva, devemos lembrar que existe uma diferença fundamental entre os dois procedimentos: a implantação ou não em um útero humano. Bastaria simplesmente proibir a implantação no útero para conter os abusos!

A cultura de tecidos é uma prática comum em laboratório. É realizada a partir de diversos tipos de células, sem dilemas éticos. No caso da clonagem terapêutica, a diferença seria o início da cultura a partir de óvulos que permitiriam a produção de qualquer tecido no laboratório. Ou seja: ao invés de poder produzir-se apenas um tipo de tecido, já especializado, o uso de óvulos permitiria fabricar qualquer tipo de tecido. Em relação ao risco de comércio de óvulos, esse risco seria o equivalente ao que ocorre hoje com transplante de órgãos.

Em relação ao problema da destruição de “embriões humanos”, novamente devemos lembrar que estamos falando de cultivar tecidos - ou, futuramente, órgãos -, a partir de embriões e que esses nunca serão inseridos em um útero. Sabemos que 90% dos embriões gerados em clínicas de fertilização e inseridos no útero de uma mulher não geram vida. Além disso, um trabalho recente (Mitalipova et al., 2003) mostrou que células obtidas de embriões de má qualidade, que não teriam potencial para gerar uma vida, mantêm a capacidade de gerar linhagens de células-tronco embrionárias em laboratório e, portanto, de gerar tecidos. Ao usar células-tronco embrionárias com potencial baixíssimo de gerar indivíduos para regenerar tecidos em uma pessoa condenada por uma doença letal, poderíamos interpretar que na realidade estamos criando vida. Isso é comparável ao que se faz hoje em transplante quando se retira órgãos de uma pessoa com morte cerebral (mas que poderia permanecer em vida artificialmente mantida por mais tempo).

É extremamente importante que as pessoas entendam a diferença entre clonagem reprodutiva humana, clonagem terapêutica e terapia celular com células-tronco embrionárias antes de tomar posição. Por outro lado, também não podemos acreditar que as células-tronco vão curar todas as doenças humanas. As pesquisas que estão iniciando agora serão fundamentais para responder a questões sobre o potencial das células-tronco adultas em comparação com as embrionárias, que doenças poderão ser tratadas e quais são os benefícios e riscos da terapia celular.Situação brasileira

Com a aprovação pela Câmara dos Deputados da Lei de Biossegurança, no dia 2 de março de 2005, o Brasil entra na seleta lista de países do mundo em que os cientistas podem realizar pesquisas com células-tronco embrionárias e trabalhar para encontrar tratamentos para doenças genéticas até hoje incuráveis e para lesões físicas ainda irreversíveis. Em alguns casos, as células-tronco embrionárias são a única esperança.

Os cientistas apostam muito nessas células embrionárias, pois elas são as únicas capazes de produzir todos os 216 tecidos do nosso corpo. A esperança é que inúmeras doenças, entre elas as neuromusculares, o diabetes, o mal de Parkinson e as lesões de medula possam ser tratadas pela substituição ou correção de células ou tecidos defeituosos. A terapia celular com células-tronco representa também um grande avanço nas técnicas existentes hoje de transplante de órgãos. Se as pesquisas derem os resultados esperados, deverá ser possível no futuro fabricar tecidos e órgãos em quantidade suficiente para todos. Seria o fim das longas filas de transplante de órgãos. Do mesmo modo que trocamos peças do nosso carro poderemos substituir ou corrigir a função de órgãos com defeitos. Mas para chegar lá, ainda temos que pesquisar e estudar muito.

As pesquisas com células-tronco do adulto, por sua vez, já foram iniciadas em pacientes cardíacos e em outras doenças como esclerose múltipla, acidente vascular ou diabetes, a maior pesquisa do mundo com pacientes cardíacos está sendo realizada no Brasil com 1.200 pessoas. Mas essas células têm algumas limitações. Hoje, elas só podem ser transformadas em células de alguns dos tecidos do corpo. Em especial, os pesquisadores sabem como transformar as células-tronco do adulto em células dos órgãos ou tecidos de onde foram retiradas: por exemplo, em células da medula óssea, que produz os componentes básicos do sangue. A terapia com células-tronco do adulto têm dado bons resultados no tratamento de leucemia. Nele, células-tronco do adulto da medula óssea e mais recentemente do cordão umbilical e da placenta, são transplantadas nos pacientes a partir de doadores compatíveis. Outra técnica utilizada ainda experimentalmente é a de auto-transplante na qual as células-tronco são retiradas e reinjetadas no paciente para o tratamento de lesões cardíacas e na recuperação do tecido nervoso de pessoas que sofreram acidentes vasculares. Mas ninguém sabe ainda se o tratamento é eficiente - por enquanto, é uma tentativa terapêutica experimental. A má notícia é que o auto-transplante não pode resolver o problema dos mais de 5 milhões de brasileiros portadores de doenças genéticas, pois o defeito está presente em todas as suas células. Para essas pessoas talvez seja necessário o uso de células-tronco obtidas de embriões.

Referências:Hochedlinger K, Jaenish R (2003): Nuclear transplantation, embryonic stem cells and the potential for cell therapy. N. Engl. Journal of Medicine 349:275-212Mitalipova M, Calhoun J, Shin S, Wininger D et al. (2003): Human embryonic stem cells lines derived from discarded embryos. Stem cells 21:521-526Rhind SM, Taylor JE, De Sousa PA, King TUI, McGarry M, Wilmut I (2003): Human Cloning: can it be made safe? Nature reviews 4:855-864

Mayana ZatzProfessora titular de Genética Humana e Médica Coordenadora do Centro de Estudos do Genoma Humano Presidente da Associação Brasileira de Distrofia muscular Membro da Academia Brasileira de Ciências Depto de Biologia, Universidade de São Paulo, Instituto de Biociências

Maria Rita Passos-BuenoProfessora titular de Genética Humana e MédicaCoordenadora de transferência de tecnologia do CEGHDepto de Biologia, Universidade de São Paulo, Instituto de Biociências

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