Duas descobertas com células-tronco prometem avanços nas pesquisas da fibrose cística

Por Dra. Patricia Inacio

Em Cystic Fibrosis News

Cientistas do Center for Regenerative Medicine (Centro de Medicina Regenerativa), da Universidade de Boston, fizeram duas descobertas sobre células-tronco que podem ajudar os médicos a tratar a fibrose cística (FC) sem recorrer ao transplante.

Eles impediram que células-tronco criassem células para vários órgãos ao mesmo tempo, para que elas produzissem apenas células pulmonares, necessárias na fibrose cística. Além disso, converteram células pulmonares imaturas em células das vias aéreas ao desligar uma via molecular conhecida como via de sinalização Wnt.

De acordo com os pesquisadores, as duas descobertas podem preparar o caminho para a medicina especializada em fibrose cística. Essa equipe de pesquisa produziu artigos abordando essas descobertas.

O primeiro artigo foi publicado no The Journal of Clinical Investigation, intitulado: “Prospective isolation of NKX2-1–expressing human lung progenitors derived from pluripotent stem cells” (Isolamento prospectivo em seres humanos de progenitores pulmonares que expressam NKX2-1 derivados de células-tronco pluripotentes).

O estudo envolveu o que é conhecido como purificação das primeiras formas de células pulmonares que produzem células-tronco pluripotentes. Buscou-se uma maneira de evitar que as células-tronco produzissem células hepáticas e outras ao mesmo tempo em que produzem células pulmonares.

“Classificar essas células para a pureza é muito difícil e importante”, disse Darrell Kotton, diretor do Center for Regenerative Medicine e coautor de ambos os artigos, em um comunicado à imprensa. “É o primeiro passo para tentar prever como um indivíduo pode responder aos tratamentos existentes ou a novos medicamentos.” O outro coautor principal foi Brian Davis do UTHealth Center, da Universidade do Texas.

“Há uma extensa lista de doenças pulmonares para as quais não há tratamentos além do transplante pulmonar”, disse Kotton. “É extremamente importante desenvolver novas ferramentas para a compreensão dessas doenças.”

Em 2006, Shinya Yamanaka e sua equipe no Boston Center descobriram que uma célula adulta, sanguínea ou cutânea, poderia ser reprogramada em um estado de estancamento. Isso permitiria que ela fosse convertida em qualquer célula do corpo — muscular, óssea, ou qualquer outra.

Embora os cientistas tenham usado essa técnica com sucesso para desenvolver células pulmonares, o processo não está suficientemente aperfeiçoado. Isso porque frequentemente outras células, hepáticas, intestinais, etc., estão se desenvolvendo em meio às células pulmonares.

“Trata-se de um grande problema”, disse Finn Hawkins, professor assistente da Boston University School of Medicine, e um dos principais autores do primeiro estudo, juntamente com Philipp Kramer. “Se quisermos usar essas células para estudar o pulmão, será necessário nos livrar das outras.”

Em estudo com ratos, os pesquisadores aprenderam que um gene chamado NKx2-1 decidia quais células-tronco transformar em células pulmonares. Hawkins explicou que: “Este é o primeiro gene que aparece para dizer: ‘Eu sou uma célula pulmonar’”.

A equipe fundiu o gene Nkx2-1 com uma proteína verde fluorescente. Assim, quando o gene fosse ativado, as células pulmonares ficariam verdes, permitindo que elas fossem identificadas e purificadas.

Os pesquisadores cultivaram as células verdes em uma matriz para criar pequeninas esferas chamadas organoides que são versões simplificadas e miniaturizadas de um órgão — nesse caso um minipulmão.

“Agora podemos de fato começar a olhar para a FC”, disse Hawkins. Os organoides estão se tornando ferramentas fundamentais para estudá-la, e os pesquisadores de Boston usaram os seus organoides para investigar os primeiros estágios da FC.

O segundo estudo, “Efficient Derivation of Functional Human Airway Epithelium from Pluripotent Stem Cells via Temporal Regulation of Wnt Signaling (Derivação eficiente do epitélio das vias aéreas funcionais em seres humanos a partir de células-tronco pluripotentes por meio de regulação temporal da sinalização Wnt)”, foi publicado em Cell Stem Cell.

Katherine McCauley, estudante do quinto ano de medicina do Regenerative Medicine Center e primeira autora desse segundo estudo, descobriu que ao desligar a via da sinalização Wnt as células pulmonares imaturas transformam-se em células das vias aéreas. Ela cultivou as células pulmonares para formar pequeninas esferas das células conhecidas como broncoesferas.

“Queríamos verificar se podíamos usar as broncoesferas para estudar as doenças das vias aéreas”, disse McCauley. “Esse é um dos grandes objetivos: criar essas células a partir de pacientes e, em seguida, usá-las para estudar suas doenças”.

McCauley usou duas linhas de células para testar o aproveitamento das broncoesferas. O CFTR é o gene defeituoso na FC, e uma das linhas de células de McCauley era de um paciente com FC cuja mutação CFTR defeituosa havia sido corrigida. A outra linha de células envolveu uma mutação CFTR que permanecia defeituosa.

O teste que McCauley usou foi aplicar uma droga que faz com que as células normais se preencham com fluido.

Embora as broncoesferas corrigidas tenham começado a inchar, as que pertenciam aos pacientes com FC não incharam.

“O interessante é que medimos isso usando microscopia de alto rendimento, e em seguida calculamos a alteração na área em relação ao tempo”, disse McCauley. “Assim, agora podemos avaliar a função do CFTR de forma quantitativa”.

Os pesquisadores querem melhorar o teste e avaliá-lo em outras doenças pulmonares.

“O objetivo final é coletar as células de um paciente, e em seguida rastrear diferentes combinações de drogas”, disse McCauley. “A ideia de tomar as células do paciente e testar não apenas vinte, mas centenas ou milhares de drogas, para entender como o paciente responderia antes mesmo de aplicar o tratamento é simplesmente uma ideia incrível”.

Fonte: https://cysticfibrosisnewstoday.com/2017/05/08/two-stem-cell-discoveries-promise-to-advance-cystic-fibrosis-research/

Traduzido por Vera Carvalho: Voluntária de tradução de textos do Instituto Unidos pela Vida. Vera é tradutora profissional há treze anos, com especialidade em textos acadêmicos e científicos.

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