Células-tronco II. Biologia

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1 Biologia Ficha 10 Avançado Rafael mai/13 Nome: Nº: Turma: Células-tronco II 1. (UFRJ) No desenvolvimento de um organismo ocorre a transição de um estágio embrionário, no qual todas as células são inicialmente indiferenciadas, até o estágio adulto, composto por até centenas de diferentes tipos de célula. Esse processo é conhecido como diferenciação celular. Historicamente, havia duas hipóteses a respeito da diferenciação celular. Em uma delas, que chamaremos de H1, postulava-se a ideia de que ocorria perda de material genético enquanto a célula se diferenciava. Na segunda, H2, que a diferenciação não implicava perda de DNA. Identifique qual das duas hipóteses é confirmada pelos processos de clonagem, nos quais o núcleo da célula de um tecido de um indivíduo adulto é introduzido em um ovócito anucleado que, ao se desenvolver, origina outro organismo. Justifique sua resposta. 2. (UFRN) Tendo completado, neste ano, três décadas da descoberta do vírus da AIDS e de muitas pesquisas sobre essa doença, a produção de uma vacina se mantém como uma esperança ainda não viável. Paradoxalmente, esse vírus tem sido empregado como um instrumento em terapia gênica para o tratamento de outras doenças genéticas, como a talassemia (deficiência de produção de cadeias da hemoglobina) e a adrenoleucodistrofia (distúrbio no metabolismo de ácidos graxos, retratada no filme O Óleo de Lorenzo). Ambos os tratamentos foram baseados na utilização do HIV como vetor para a correção de genes de células-tronco da medula óssea dos pacientes. a) Qual é a dificuldade em se desenvolver uma vacina para a AIDS? b) Quais as diferenças ao se aplicar a terapia gênica utilizando células-tronco e utilizando células somáticas? 3. (UFRJ) A melhor fonte de células-tronco são os embriões em estágios iniciais de desenvolvimento, pois essas células indiferenciadas podem se transformar em qualquer tecido. Por esse motivo, há interesse em usá-las para reparar danos de tecidos que normalmente não se regeneram. Atualmente é possível produzir células-tronco heterólogas (retiradas diretamente de um embrião qualquer) ou homólogas. O procedimento para o preparo de células-tronco embrionárias homólogas está ilustrado de modo simplificado a seguir e envolve as seguintes etapas: 1. o núcleo de uma célula do paciente é transplantado para um ovócito maduro, cujo núcleo foi previamente removido; 2. o ovócito transplantado é induzido a proliferar; 3. ao atingir o estágio de blástula, as células do embrião são separadas umas das outras e injetadas diretamente no paciente, em local próximo à lesão.

2 a) Explique por que indivíduos transplantados com células-tronco embrionárias, tanto homólogas quanto heterólogas, apresentam duas populações de mitocôndrias diferentes em seus tecidos. b) Explique por que o uso de células-tronco embrionárias homólogas reduz potencialmente os problemas pós-tratamento para os pacientes. 4. (UPE) A novela O Clone foi exibida novamente pela Rede Globo. A trama assinada por Glória Perez conta a história de amor entre Lucas (Murilo Benício) e Jade (Giovanna Antonelli). Entre outros temas polêmicos, a novela aborda a clonagem humana. A história tem início quando Jade, filha de muçulmanos nascida e criada no Brasil, é obrigada a se mudar para Marrocos. Nessa terra distante, Jade conhece o brasileiro Lucas, que está viajando pelo país, em companhia de seu irmão gêmeo Diogo (Murilo Benício), do seu pai Leônidas (Reginaldo Faria) e do cientista Albieri (Juca de Oliveira). Enquanto Lucas e Jade vivem o romance proibido, Diogo volta ao Brasil e morre em um acidente de helicóptero. Abalado pela morte do afilhado, o cientista Albieri decide clonar o outro gêmeo, Lucas, como forma de trazer Diogo de volta e realizar um sonho: ser o primeiro a realizar a clonagem de um ser humano. Sem que ninguém tome conhecimento da experiência, Albieri usa as células de Lucas na formação do embrião e o insere em Deusa (Adriana Lessa), que pensa estar fazendo uma inseminação artificial comum. O geneticista faz o primeiro clone humano, que se chama Leandro (Murilo Benício), mais conhecido como Léo. Quando a história da criação do clone vem a público, Deusa a mãe de aluguel e Leônidas o pai biológico disputam Léo na Justiça. Léo é considerado filho de Leônidas e Deusa. No final da história, Albieri e Léo criador e criatura desaparecem nas dunas do deserto do Saara. (Adaptado de: < 2

3 Sobre esse caso fictício de clonagem humana e tomando-se como base conhecimentos científicos, analise as afirmativas a seguir: I. Lucas e Diogo são gêmeos monozigóticos, que se formaram de um mesmo óvulo, fecundado por dois espermatozoides que geraram dois indivíduos do mesmo sexo e idênticos geneticamente. II. O perfil do DNA mitocondrial de Léo é diferente do perfil do DNA de Lucas, do qual Léo foi clonado, visto que o genoma mitocondrial tem como origem a herança genética materna. Como na clonagem foi utilizado o óvulo de Deusa, as mitocôndrias do clone derivaram, ao menos em parte, dessa célula. III. O cientista Albieri utilizou uma célula diploide de Lucas ou apenas o seu núcleo e fundiu com um óvulo de Deusa, do qual anteriormente removeu o núcleo haploide. Após o desenvolvimento embrionário in vitro, o embrião foi implantado em Deusa, e a gestação prosseguiu, resultando no nascimento de Léo. IV. As células sanguíneas de Léo foram, em parte, herdadas de Deusa através do cordão umbilical, que contém vaso que leva o sangue arterial da mãe para o feto, visto que o desenvolvimento embrionário de Léo ocorreu no corpo de Deusa. V. O mesmo padrão genético herdado pelos gêmeos Lucas e Diogo do seu pai biológico Leônidas deve ser encontrado no clone Léo, justificando a decisão da justiça em considerá-lo pai de Léo. Estão corretas: a) I e II. b) I e III. c) II, IV e V. d) II, III e IV. e) II, III e V. 5. (Unesp) Eu e meus dois papais No futuro, quando alguém fizer aquele velho comentário sobre crianças fofinhas: Nossa, é a cara do pai!, será preciso perguntar: Do pai número um ou do número dois?. A ideia parece absurda, mas, em princípio, não tem nada de impossível. A descoberta de que qualquer célula do nosso corpo tem potencial para retornar a um estado primitivo e versátil pode significar que homens são capazes de produzir óvulos, e mulheres têm chance de gerar espermatozoides. Tudo graças às células IPS (induced pluripotent stem-cells*), cujas capacidades miraculosas estão começando a ser estudadas. Elas são funcionalmente idênticas às células-tronco embrionárias, que conseguem dar origem a todos os tecidos do corpo. Em laboratório, as células IPS são revertidas ao estado embrionário por meio de manipulação genética. * células-tronco pluripotentes induzidas (Revista Galileu, maio 2009.) 3

4 Na reportagem, cientistas acenaram com a possibilidade de uma criança ser gerada com o material genético de dois pais, necessitando de uma mulher apenas para a barriga de aluguel. Um dos pais doaria o espermatozoide e o outro, uma amostra de células da pele que, revertidas ao estado IPS, dariam origem a um ovócito pronto para ser fecundado in vitro. Isto ocorrendo, a criança a) necessariamente seria do sexo masculino. b) necessariamente seria do sexo feminino. c) poderia ser um menino ou uma menina. d) seria clone genético do homem que forneceu o espermatozoide. e) seria clone genético do homem que forneceu a célula da pele. 6. (UEL) Pesquisas recentes mostraram que células-tronco retiradas da medula óssea de indivíduos com problemas cardíacos foram capazes de reconstituir o músculo do coração, o que abre perspectivas de tratamento para pessoas com problemas cardíacos. Células-tronco também podem ser utilizadas no tratamento de doenças genéticas, como as doenças neuromusculares degenerativas. A expectativa em torno da utilização das células-tronco decorre do fato de que essas células a) incorporam o genoma do tecido lesionado, desligando os genes deletérios. b) eliminam os genes causadores da doença no tecido lesionado, reproduzindo-se com facilidade. c) alteram a constituição genética do tecido lesionado, pelo alto grau de especialização. d) sofrem diferenciação, tornando-se parte integrante e funcional do tecido lesionado. e) fundem-se com o tecido lesionado, eliminando as possibilidades de rejeição imunológica. 7. (Unifesp) Cientistas sul-coreanos clonam pela primeira vez um cachorro, utilizando uma célula obtida da orelha do pai genético. Os cientistas tiraram material genético da célula e o colocaram em um óvulo esvaziado do seu núcleo, posteriormente estimulado para que se dividisse e virasse um embrião dentro da mãe adotiva, da raça Labrador. O animal clonado, da raça Afghan, recebeu o nome de Snuppy, e nasceu 60 dias após. (Folha de S. Paulo, 3 ago ) A partir do texto e do que se conhece sobre clonagem, podemos afirmar corretamente que: a) é possível obter células-tronco embrionárias usando-se células diferenciadas de um adulto. b) usando o mesmo pai genético, é possível obter um outro clone que seja fêmea. c) o clone gerado terá o genótipo Afghan e o fenótipo Labrador e será do sexo masculino. d) o núcleo do óvulo inserido em uma célula de orelha anucleada origina uma fêmea Labrador. e) o ambiente celular do Labrador alterou a expressão genotípica do núcleo transplantado. 4

5 8. (PUC-RJ) A pesquisa com células-tronco tem-se tornado de grande importância para recuperação de órgãos lesionados que não têm capacidade de regeneração de suas células. As células-tronco têm grande poder de regeneração porque: a) têm todos os seus genes funcionando. b) todos os seus genes estão desligados. c) têm alto grau de especialização. d) são pouco especializadas. e) não se reproduzem com facilidade. 9. (Fuvest) Células-tronco são células indiferenciadas que têm a capacidade de se diferenciar em diversos tipos celulares. Para que ocorra tal diferenciação, as células-tronco terão necessariamente de alterar a) o número de cromossomos. b) a quantidade de genes nucleares. c) a quantidade de genes mitocondriais. d) o padrão de atividade dos genes. e) a estrutura de genes específicos por mutações. 10. (G1 CPS) Segundo a doutora Mayana Zats (USP) um estudo recente com células-tronco retiradas da medula e injetadas no coração da própria pessoa, o autotransplante, sugere uma melhora aparente do quadro clínico em pacientes com insuficiência cardíaca. (Adaptado de: < Enquanto as demais células do organismo só podem fazer parte de um tecido específico, a célula-tronco tem a capacidade especial de se diferenciar e constituir diferentes tecidos no organismo. Por reprodução ela gera células, cromossomicamente e geneticamente, idênticas a si mesma. Por essa razão seu uso para a cura de doenças é bastante promissor, a não ser nas doenças genéticas. Assinale a alternativa que aponta uma limitação do uso de célula-tronco para possível e futura cura de doenças genéticas. a) As células-filhas geradas por ela são cromossomicamente e geneticamente diferentes da célula-mãe, originando, portanto, tecidos diferentes daquele que se deseja. b) As células-filhas geradas são cromossomicamente e geneticamente iguais à célula-mãe, inclusive no caso de haver gene defeituoso. c) No Brasil não há permissão para o desenvolvimento de pesquisas com célula-tronco, qualquer que seja a sua origem. d) A célula-tronco só pode ser obtida por clonagem terapêutica, prática que, segundo a Comissão Técnica Nacional de Biotecnologia (CTNBio), provoca mutações e malformações. e) O Brasil não tem cientistas especializados para a realização desse tipo de pesquisa. 5

6 11. (Uerj) Células adultas removidas de tecidos normais de uma pessoa podem ser infectadas com certos tipos de retrovírus ou com adenovírus geneticamente modificados, a fim de produzir as denominadas células-tronco induzidas. Essa manipulação é feita com a introdução, no genoma viral, de cerca de quatro genes retirados de células embrionárias humanas, tornando a célula adulta indiferenciada. O uso terapêutico de células-tronco induzidas, no entanto, ainda sofre restrições. Observe a tabela a seguir: Consequências do uso de células-tronco em geral 1. regeneração de qualquer tecido 2. regeneração de poucos tecidos 3. indução impossível de outras doenças 4. indução possível de outras doenças 5. compatibilidade imunológica 6. rejeição imunológica Células-tronco induzidas originárias de um paciente, se usadas nele próprio, apresentariam as consequências identificadas pelos números: a) 1, 3 e 6. b) 1, 4 e 5. c) 2, 3 e 5. d) 2, 4 e (UEPG) No Brasil, em 2005, foram realizadas com sucesso três microcirurgias reconstrutivas para a regeneração de nervos da mão e do braço de pacientes acidentados, com a utilização de células-tronco de suas próprias medulas ósseas vermelhas, retiradas dos ossos da bacia. Sobre células-tronco, assinale o que for correto. 01) As células-tronco são indiferenciadas, com potencialidade para dar origem aos mais diversos tipos de células especializadas. 02) As células-tronco de indivíduos adultos têm menor potencial de diferenciação do que as células-tronco embrionárias. 04) São exemplos de células-tronco as células da medula óssea vermelha, que produzem as células sanguíneas. Neste caso, as células da linhagem linfoide produzem os linfócitos e as mieloides dão origem aos demais leucócitos e às hemácias. 08) As células-tronco podem ser obtidas a partir do sangue do cordão umbilical conservado sob resfriamento, para eventual uso terapêutico pelo doador, futuramente. 16) As células-tronco embrionárias têm maior capacidade de diferenciação, são totipotentes, podendo originar todos os tecidos corporais, desde que recebam tratamento especial para orientar a diferenciação em determinado tipo de tecido. 6

7 13. (Unesp) Há vinte anos, casos incomuns de anemia começaram a chamar a atenção dos pesquisadores. Ao invés de adultos jovens, como habitualmente, eram os idosos que apresentavam uma expressiva redução na taxa de hemoglobina. Mais intrigante: a anemia dos idosos não cedia ao tratamento convencional. Analise as hipóteses apresentadas pelos cientistas para tentar explicar esses casos incomuns. I. A origem do problema estava relacionada à degeneração do baço, que nesses idosos deixou de produzir glóbulos vermelhos. II. A origem do problema estava na produção de glóbulos vermelhos a partir de células-tronco da medula óssea. III. A origem do problema estava na produção de glóbulos vermelhos pela medula espinhal. Considerando hipóteses plausíveis, isto é, aquelas possíveis de serem aceitas pela comunidade científica, estão corretas: a) I, apenas. b) II, apenas. c) III, apenas. d) I e II, apenas. e) I, II e III. 14. (UEG) A clonagem terapêutica é um possível recurso para o tratamento de vários tipos de doença. Sobre o uso de células-tronco, pode-se concluir: a) As células transplantadas nos pacientes são obrigatoriamente pouco diferenciadas. b) Células clonadas do próprio paciente oferecem reduzido risco de indução do sistema imune. c) Forma-se o zigoto com gametas do paciente e de um doador para originar a célula-tronco. d) Um óvulo anucleado é fecundado pelo núcleo gamético de um doador saudável. 15. (UEL) Alguns tecidos do organismo humano adulto se regeneram constantemente por meio de um processo complexo e finamente regulado. Isso acontece com a pele, com os epitélios intestinais e especialmente com o sangue, que tem suas células destruídas e renovadas constantemente, como mostra o esquema a seguir: 7

8 Baseado nas informações anteriores e nos conhecimentos sobre o tema, considere as afirmativas a seguir. I. Células-tronco hematopoéticas apresentam potencial para diferenciar-se em qualquer célula do sangue e também gerar outras células-tronco. II. A hematopoese resulta da diferenciação e da proliferação simultânea de células-tronco que, à medida que se diferenciam, vão reduzindo sua potencialidade. III. As diferentes linhagens hematopoéticas geradas no sistema apresentam altas taxas de proliferação. IV. Existe um aumento gradual da capacidade de autorrenovação das células durante este processo. A alternativa que contém todas as afirmativas corretas é: a) I e II. b) I e IV. c) III e IV. d) I, II, e III. e) II, III, IV. 8

9 Gabarito 1. H2. A formação de um indivíduo normal depende da integridade do genoma. Se houvesse perda de material genético durante a diferenciação, não seria possível formar um indivíduo íntegro por meio de clonagem. 2. a) O HIV apresenta elevada taxa de mutação, o que altera a composição de seus antígenos de superfície e, dessa forma, o vírus consegue escapar das células de defesa específicas e dos anticorpos (sistema imunológico). b) A terapia com células-tronco é mais eficiente, pois essas células, por serem indiferenciadas, apresentam maior capacidade de divisão celular e diferenciação em outros tipos celulares. Por sua vez, a terapia com células somáticas tem ação limitada, pois essas células já são diferenciadas, têm menor capacidade de divisão e não possuem a capacidade de dar origem a outras linhagens celulares diferentes. 3. a) As mitocôndrias são organelas citoplasmáticas. Desse modo, as células-tronco homólogas e heterólogas necessariamente conterão uma população de mitocôndrias diferente daquela da pessoa que as receberá. b) As células-tronco homólogas conterão os mesmos núcleos das células da pessoa que receberá o transplante. Portanto, o padrão de antígenos de histocompatibilidade será o mesmo, o que evita a rejeição dessas células-tronco. 4. E I. Falso: Os gêmeos monozigóticos são formados a partir de um único óvulo fecundado por um espermatozoide. O embrião se divide e origina dois indivíduos geneticamente idênticos e, obrigatoriamente, do mesmo sexo. IV. Falso: As células sanguíneas de Léo foram formadas a partir de seu tecido hematopoético. Durante a gestação o sangue materno não se mistura com o sangue do filho. 5. C A célula de pele revertida ao estado IPS, doada por um dos pais, dará origem a um ovócito com um cromossomo sexual X. O pai doador do espermatozoide é XY, poderá doar um espermatozoide contendo um cromossomo X ou um espermatozoide contendo um cromossomo Y. Sendo assim, a criança poderá ser do sexo masculino (XY) ou do sexo feminino (XX). 6. D As células-tronco multipotentes presentes na medula óssea podem se diferenciar para formar células especializadas, inclusive fibras musculares cardíacas. Essas células diferenciadas são utilizadas na recuperação do miocárdio lesionado. 9

10 7. A 8. D 9. D 10. B 11. B As células-tronco induzidas são semelhantes às embrionárias, porque têm o potencial de se transformar em qualquer tecido humano. Quando são originárias de um paciente, e usadas nele próprio, não existe a possibilidade de rejeição, porém os genes são introduzidos nas células por vírus que podem se disseminar, possibilitando o surgimento de outras doenças. Outro problema é que os genes utilizados podem se ativar descontroladamente, podendo originar tumores = 31 Células-tronco são células capazes de multiplicar-se e diferenciar-se nos mais variados tecidos do corpo humano. Existem em vários tecidos humanos, no cordão umbilical e em células embrionárias na fase de blastócito. Células-tronco adultas têm menor poder de diferenciação do que célulastronco embrionárias. Todas as afirmativas são corretas. 13. B 14. B As células-tronco clonadas do próprio paciente oferecem pouco ou nenhum risco de rejeição pelo sistema imunológico do receptor do transplante. 15. A 10 Q:\editoracao\2013\Ped2013\Biologia\Avançada\Ficha 10-3C.docx