COMISSÃO TEMPORÁRIA SOBRE A GENÉTICA HUMANA E OUTRAS NOVAS TECNOLOGIAS DA MEDICINA MODERNA

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1 COMISSÃO TEMPORÁRIA SOBRE A GENÉTICA HUMANA E OUTRAS NOVAS TECNOLOGIAS DA MEDICINA MODERNA AUDIÇÃO de 26 de Abril de 2001 Carlos Alonso BEDATE Curriculum académico Licenciado em Filosofia Universidade Pont. Alcalá de Henares 1960 Licenciado en Teologia Faculdade Pontifícia de Granada 1966 Master em Genética Universidade da Califórnia. Davis.USA 1969 Licenciado em Ciências Biológicas Universidade de Granada 1973 Doutorado em Ciências Universidade de Granada 1974 Doutorado em Ciências Universidade de Nijmegen. Holanda 1972 Prof. de Investigação CSIC. Centro de Biologia Molecular. Direcção: Centro de Biologia Molecular. Faculdade de Ciências. Universidade Autónoma de Madrid MADRID. Telefone: Professor Honorário da Universidade Autónoma de Madrid. Madrid Monitor internacional para "Vaccination trial against malaria Tanzania" (CSIC Espanha -MRI (Suíça) WHO.) Presidente do Comité de Bioética do Conselho Superior de Investigação Científica CSIC Vice-Presidente do Comité de Bioética do CSIC Participação em projectos nacionais 24 Participação em projectos industriais 4 Orientação de teses de doutoramento 19 Capítulos de Livros 16 Trabalhos internacionais 125 Patentes DV\ doc

2 1- Carlos Alonso, José María Requena, Manuel Carlos López Método de diagnóstico e classificação de espécies de Trypanosoma cruci Proprietário: CSIC n º Carlos Alonso, José María Requena, Manuel Sotor Gene Quimérico para o diagnóstico de Leishmaniose e proteína associada N º P Proprietário: Laboratorios Leti * * * Genética e Medicina Investigação envolvendo embriões e clonagem (aspectos científicos, médicos, éticos, jurídicos e psicológicos clonagem terapêutica para produzir células germinais totipotentes, outras fontes de células germinais de órgãos e tecidos para transplantes, engenharia de tecidos e órgãos). A diferenciação das células obtém-se através da aquisição de uma sequência progressiva de estados morfológicos e moleculares provocados pela expressão diferencial dos genes que constituem o seu genoma. Embora os estados de especificação celular e determinação se possam atribuir em grande parte a esses estados de actividade de transcrição diferencial, as propriedades dinâmicas, particularmente das células de carácter embrionário, não estão necessariamente ligadas a essa expressão diferencial na medida em que podem existir sinais que interferem no processo e o invertem. A existência destas propriedades tão características permite distinguir de uma forma precisa as células embrionárias das células que apresentam uma diferenciação terminal. Nos embriões são vários os sistemas que contêm esses sinais e que fornecem às células embrionárias os respectivos estados de diferenciação particular. Os determinantes podem ser topológicos (localização citoplasmática), cromossomáticos (modificações) e moleculares (indutores). Nos primeiros momentos do desenvolvimento as células embrionárias costumam dividir-se sem crescimento pelo que as células filhas recebem uma região determinada do ovo e com ela uma informação topológica particular e definida. Assim, se uma informação reguladora ou determinante de localização citoplasmática se situa numa zona específica do embrião inicial, este sinal será herdado sempre que exista um mecanismo que estabeleça um estado de determinação entre blastómeros. Pode também falar-se dos estados de modificação produzidos nos cromossomas como resultado de sinais reguladores ou da epigénese celular. Outro sinal que não está necessariamente ligado à expressão diferencial dos genes e que pode provocar estados de diferenciação e de desenvolvimento particular é aquele que é provocado por sinais indutores, segregados por uma ou um grupo de células e que se situam entre elas. No adulto nem todas as células de um organismo adulto têm diferenciação terminal mas existem nesse organismo essencialmente três tipos de células. Existe um grupo de células tais como as musculares ou as nervosas que não se dividem. Outro grupo que normalmente não cresce mas que o faz se o órgão no qual se situam é danificado por algum motivo ou são submetidas a estímulos específicos. Por último existem células que estão em constante produção provenientes de uma população de células mãe ou germinais indiferenciadas ou sem diferenciação terminal. Uma célula germinal é uma célula não diferenciada, que pode diferenciar-se para dar lugar a pelo menos um tipo celular bem diferenciado. Pode fazer-se uma distinção entre células germinais embrionárias e células germinais somáticas. As primeiras são células propriamente totipotentes, uma vez que sendo células não determinadas podem dar lugar a qualquer tipo celular. Dentro das células germinais somáticas, teríamos que falar de 2/5 DV\ doc

3 células determinadas, mas não diferenciadas (por exemplo: células multipotenciais mesenquimáticas da medula óssea que poderiam dar lugar a osso ou cartilagem. Pode incluir-se um tipo intermédio de células germinais, que seriam as células germinais limitadas ou progenitores celulares, com um potencial de proliferação limitado, que provêm de uma célula multipotencial mas ainda não diferenciada. Estas células poderiam dar lugar a células distintas, mas do mesmo tecido, como por exemplo, a célula criadora de neurões e células glia. A característica fundamental das células germinais é que são células diferenciadas capazes de se auto-renovarem e dar origem a uma progenitura altamente diferenciada. Isto é, pode dar lugar a tipos celulares concretos, ou a células filhas que mantêm as mesmas propriedades que elas (auto-renovação e diferenciação). A estas células é atribuída a capacidade de produzir divisões assimétricas: em cada divisão obter-se-á uma célula criadora e uma célula germinal igual à célula de que provém. Não parece ser este o caso dos mamíferos nos quais parece mais evidente que as divisões são simétricas e que, num determinado momento se autorenovam e noutro se diferenciam. Outra propriedade destas células é que geralmente se dividem lenta ou raramente como parece ser o caso das células da pele (1) e da medula óssea (2). Outros tipos dividem-se rapidamente como as células germinais das criptas intestinais, que se dividem aproximadamente de 12 em 12 horas. No estado actual da ciência não é ainda possível afirmar que a existência de células germinais com capacidade pluripotente se limita a um só ou a poucos tecidos mas que provavelmente existem em todos os tecidos e parece que constituem uma fonte de substituição de células diferenciadas e especializadas do tecido, isto é, para manter a sua homeostase. A grande evolução registada neste campo foi não só a identificação destas células como também a clonagem, a reprodução (geneticamente idênticas), a manutenção das mesmas e a capacidade de inverter ou reconverter o processo de determinação que tinham no seu tecido de origem. Partindo deste princípio, a capacidade pluripotente de uma célula germinal ter-se-ia tornado realidade. A medicina do futuro depende de estes processos poderem converter-se em realidade. Os dados sobre a plasticidade celular sugerem que os precursores isolados do cerebelo têm um potencial suficiente para desenvolverem uma progenitura de várias linhagens no cérebro. Daí a importância da citoarquitectura, que determina a forma como se integram as células implantadas, por exemplo, no cerebelo e indica que os sinais locais do ambiente têm um papel decisivo na diferenciação das populações de precursores. Para além disso, a marcada plasticidade dos precursores celulares situados em regiões de histogénese activa sugere que o desenvolvimento potencial dos precursores pode ser extremamente amplo se exposto a sinais ambientais adequados. Isto foi confirmado por um estudo que visava definir o destino dos precursores do cerebelo imortalizados e implantados no SNC do embrião. Não é ainda claro se nos mamíferos a saída do estado de célula germinal e o princípio da diferenciação são controlados independentemente. A diferenciação poderia ser consequência da saída de um microambiente que manteria a célula em estado germinal enquanto que, por outro lado, poderia haver sinais específicos que estimulam a diferenciação e, consequentemente, a saída deste estado. Existem dados que demonstram que os dois mecanismos operam no sistema nervoso. Aspectos críticos da terapia com células germinais. O potencial terapêutico das células germinais é indiscutível. Quando for possível isolar, cultivar e controlar as vias de diferenciação destas células de uma forma rotineira, será possível obter tecidos para transplantes celulares a partir quer de células germinais quer embrionárias quer adultas. DV\ doc 3/5

4 Isolando as células germinais (adultas) de um paciente e controlando a diferenciação das mesmas in vitro seria possível obter tecidos que reconstituíssem populações celulares sem receios de uma rejeição imunitária. Caso se utilizem células germinais embrionárias, poderia induzir-se a sua conversão em células criadoras e implantar uma vasta população de células precursoras que substituirão os tipos celulares danificados. Embora teoricamente estas alternativas terapêuticas sejam exequíveis, apresentam vários inconvenientes: Algumas células germinais ao serem implantadas, como foi observado em ratos, transformam-se em teratomas (tumor que mantém a capacidade de diferenciação); pelo que não existe qualquer motivo para pensar que isto não possa suceder nos seres humanos. Obtenção de células multi-, pluri- e totipotentes a partir de tecidos adultos a partir de tecidos fetais a partir de células da massa interna do blastocisto a partir de embriões a partir da clonagem por transferência de núcleos. Problemática científica O problema científico mas grave quando se pensa na aplicação dos conhecimentos obtidos a partir de cobaias animais é que não se podem extrapolar directamente os estudos efectuados sobre roedores para os humanos; as células precursoras humanas são muitos diferentes das suas correspondentes nos roedores e devem ser estudadas independentemente. Para além disso, os ratos não podem ser considerados como um modelo perfeito uma vez que a vida média destes animais é curta e não nos permite estudar os processos de determinação e diferenciação com a amplitude com que se verificam nos humanos. Todas estas investigações e a clonagem por transferência de núcleos de células com capacidade embriogénica demonstraram que existem muitas células no organismo com capacidade multi- e pluripotencial e que os fenómenos de determinação e diferenciação celular não são irreversíveis mas moduláveis e que, consequentemente, a plasticidade celular é muito elevada. Persistem no entanto um número infinito de perguntas científicas. Existe algum tipo especial de célula dadora? Qual é o mecanismo de reprogramação de células somáticas? Qual é o mecanismo de sincronização entre a funcionalidade do núcleo e do citoplasma de acolhimento? Quais são os sinais que activam o embrião recentemente formado? Quais são os sinais necessários para a progressão deste tipo de embrião? Aplicações da geração e identificação das células germinais Identificação de factores de indução e mediadores da determinação e diferenciação. Determinação da função génica no processo de diferenciação. Proteómica dos processos intermédios Descoberta de fármacos Terapia celular 4/5 DV\ doc

5 Mucopolisacaridóse de tipo VII. Doenças neurodegenerativas Utilização de precursores nervosos in situ. Terapia do tecido hematopoiético Tratamento de diabetes do tipo 1. Questões éticas Estatuto ético das células ES A possibilidade de criar estirpes celulares específicas em laboratório debate-se, actualmente, com a dificuldade de identificar os sinais necessários para a determinação e a diferenciação. No entanto, a investigação necessária para levar a cabo estes estudos exige que a experimentação seja efectuada sobre um tipo especial de células caracterizadas como totipotentes. Por esta razão propôs-se que seria necessário criar em laboratório células embrionárias para obter células totipotentes. O mais simples seria obter estas células a partir da fecundação de óvulos e espermatozóides. O problema ético decorrente deste facto é que deve ser conferido a estas células o carácter de individualidade humana e potencialmente pessoal porque se fossem colocadas num ambiente propício poderiam dar origem a um ser humano. Consequentemente, utilizar estas células seria equivalente a utilizar pessoas. Não se podem utilizar pessoas, logo não se podem utilizar estas células embrionárias para criar outras estirpes celulares. Esta proposta é, de facto, actualmente a mais comum em termos de população. Do meu ponto de vista, a força desta proposta assenta em paradigmas científicos válidos num momento da ciência em que todos, imbuídos de uma cultura da vida, temos medo de destruir elementos biológicos que podem dar origem a um ser humano. No entanto, a validade científica dos argumentos em que se apoiava esta hipótese do potencial informativo do embrião diminui de dia para dia. DV\ doc 5/5

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