Células estaminais Novos Desenvolvimentos e Bioética

Transcrição

1 Células estaminais Novos Desenvolvimentos e Bioética Material de apoio: Amabile & Meiisner (2008), Brevini et al. (2008), Fulka et al. (2008) e Elstner et al. (2009)

2 Células totipotentes células estaminais embrionárias que podem dar origem a um novo organismo Células pluripotentes células estaminais embrionárias ou não que podem dar origem a qualquer tipo de células, excepto células da placenta e de outras estruturas de apoio no útero Células multipotentes células estaminais que podem dar origem a um número limitado de células (sanguíneas, musculares, neuronais)

3 Células indiferenciadas Proliferação de longo termo (>1 ano) Capacidade de se diferenciar em um, vários ou todos os tipos de células existentes num dado organismo

4 Células estaminais embrionárias (ESCs) células estaminais derivadas de embriões podem ser pluripotentes se o embrião tiver apenas dias ou multipotentes se forem retiradas de embriões com semanas. Células estaminais não embrionárias células estaminais ditas somáticas ou adultas que se encontram em tecidos não embrionários Células estaminais pluripotentes induzidas (ipscs) células somáticas / adultas reprogramadas para se tornarem pluripotentes a reprogramação é feita por expressão de factores de transcrição que estimulam e / ou mantêm as características de células estaminais pluripotentes.

5

6 São retirados de blastocistos produzidos por fertilização in vitro animação stemcells.swf filme blastocisto.mov

7 Problemas bioéticos com células estaminais embrionárias (ESCs) humanas já que pressupõem a destruição de blastocistos humanos (problema bioético semelhante à interrupção voluntária da gravidez) Problema da histo-incompatibilidade entre linhas celulares ES já estabelecidas (alogénicas) e pacientes Falta de oócitos e embriões humanos para experiências laboratoriais Mecanismos de regulação da proliferação e migração das células estaminais ainda relativamente desconhecidos (importante para a terapia tecidular / génica)

8

9 SCNT transferência nuclear de célula somática Células pluripotentes partenogénicas Transdiferenciação (reprogramação de células somáticas)

10

11 SCNT transferência nuclear de célula somática Células pluripotentes partenogénicas Transdiferenciação (reprogramação de células somáticas)

12 Blastocisto partenogénico derivado de oócito humano supernumerário

13 Griffiths et al. Introduction to Genetic Analysis 8 th ed. pp

14 Griffiths et al. Introduction to Genetic Analysis 8 th ed. pp

15 Griffiths et al. Introduction to Genetic Analysis 8 th ed. pp

16 Imprinting impede que as mulheres e outras fêmeas de mamíferos se reproduzam por partenogénese blastocisto não é viável pela inactivação de genes com imprinting materno Imprinting impede que núcleos de 2 oócitos dêem origem a um blastocisto viável

17 Vantagem: Devido à perda de heterozigotia e a problemas causados por imprinting, partenotes de mamíferos resultam em blastocistos inviáveis menor polémica bioética Vantagem: Devido à perda de heterozigotia, partenotes reduzem a complexidade de determinação de histocompatibilidade com receptores de transplantes ou na determinação de resposta génica / fisiológica a fármacos Vantagem: Poderá eliminar a necessidade de destruição de blastocistos viáveis já foram estabelecidas linhas celulares pluripotentes a partir de blastocistos partenogénicos Desvantagem: técnica necessita de oócitos do paciente (inviável para homens e mulheres em menopausa ou que sofreram ablação dos ovários) Desvantagem: células estaminais com alto grau de homozigotia acarretam riscos superiores de manisfestação de deficiências genéticas, aneuploidia e surgimento de tumores se forem usadas em medicina regenerativa

18

19 SCNT transferência nuclear de célula somática Células pluripotentes partenogénicas Transdiferenciação (reprogramação de células somáticas)

20 SCNT Fusão com células somáticas Reprogramação directa: Expressão ectópica de Factores de Transcrição (vectores virais e plasmídicos) Reprogramação induzida por cultivo

21 Ainda não foi demonstrada em seres humanos Necessita de grande número de oócitos por ser um método ineficiente Método tecnicamente muito exigente

22 Inicialmente feita com vectores virais que expressavam factores de transcrição (c-myc, Sox2, Oct4 e Klf4) que regulam as características de células estaminais Actualmente pode-se usar vectores plasmídicos não integrativos (reduz risco de mutagénese insercional) Tem o potencial de gerar linhas celulares autólogas que manifestam uma dada doença, podendo ser células modelo para estudar essa deficiência

23 Ambas têm cariótipos normais Ambas são indiferenciadas Ambas têm genomas aparentemente normais excepto em certas linhas de ipscs onde houve translocações Ambas têm níveis altos de telomerase Ambas têm perfis epigenéticos semelhantes embora variem de linha celular para linha celular

24 (+) (-) Domínios divalentes (- / +)

25 Células pluripotentes têm perfis epigenéticos ricos em domínios divalentes em genes que estimulam a diferenciação ou são específicos para um dado tecido Em células pluripotentes genes que estimulam programas de diferenciação ou são específicos para um dado tecido possuem metilação inibitória no seu DNA e histonas Em células multipotentes / diferenciadas genes que mantêm a pluripotência possuem metilação inibitória no seu DNA e histonas

26 Estimulação da transcrição de genes que estimulam a pluripotência e a proliferação / ciclo celular (Oct4, Sox2, c-myc e Klf4) Alterações na estrutura da cromatina, já que genes em domínios acessíveis são mais facilmente reactivados que genes cujas histonas possuam metilações inactivadoras

27

28 Problemas bioéticos com células estaminais embrionárias (ESCs) humanas já que pressupõem a destruição de blastocistos humanos (problema bioético semelhante à interrupção voluntária da gravidez) ipscs? Partenotes? Problema da histo-incompatibilidade entre linhas celulares ES já estabelecidas (alogénicas) e pacientes SCNT ipscs? Partenotes? Falta de oócitos e embriões humanos para experiências laboratoriais Mecanismos de regulação da proliferação e migração das células estaminais ainda relativamente desconhecidos (importante para a teriapia tecidular / génica)

29

30 Resolveriam a falta de oócitos humanos supernumerários Possibilitariam a aplicação da tecnologia SCNT em pacientes específicos eliminando problemas levantados pela alogenicidade

31 Resistência dos cientistas devidos aos problemas bioéticos de fazer um híbrido humano-animal (porém, tal já é feito para a obtenção de anticorpos monoclonais com células somáticas) Dúvidas quanto à viabilidade de um tal híbrido interespecífico (% de blastocistos inviáveis superior a híbridos intraespecíficos) Problemas na geração de ATP devido ao facto de algumas proteínas da cadeia respiratória serem codificadas no núcleo e não se adaptarem à cadeia respiratória mitocondrial animal

32 Impraticáveis para células com altas necessidades energéticas como neurónios e células musculares Mais investigação com diferentes espécies animais (lagoformos e bovinos)? Possível para salvar espécies em vias de extinção?

33