Exercícios Propostos Células - tronco Professor Fernando

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1 Exercícios Propostos Células - tronco Professor Fernando 1. (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 que 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. 2. (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. 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. 3. (Pucmg) UMA CÉLULA QUE MUDOU DE TIME O biólogo Jerry Borges relata um surpreendente resultado obtido por cientistas da Universidade de Guelph, no Canadá: eles mostraram que gametas femininos podem ser formados a partir de células da pele. Publicado na "Nature Cell Biology", o estudo desafia um pilar da biologia do desenvolvimento. (Fonte: "Ciência Hoje online", 21 de abril de 2006.) Sobre esse assunto, assinale a afirmativa INCORRETA. a) A técnica descrita poderia ser útil para a produção de gametas em mulheres que não possuem ovários. b) Os gametas femininos originados de células da pele de um mesmo indivíduo devem apresentar um mesmo patrimônio genético. c) O sucesso do processo descrito dependeu da indução de meiose em uma célula somática. d) Em condições normais, as crianças do sexo feminino apresentam, em seus ovários, ovócitos no início da primeira divisão meiótica. 4. (Puc-rio) Atualmente existem inúmeros estudos sobre o desenvolvimento dos tratamentos de indivíduos com células tronco, principalmente para tecidos cujas células não são capazes de se multiplicar, regenerando parte do tecido morto de um órgão afetado pela morte dessas células. Dentre os tecidos animais que NÃO se regeneram porque suas células adultas e maduras não são capazes de reproduzir, encontramos os tecidos: a) nervoso e muscular. b) nervoso e epitelial. c) sanguíneo e ósseo. d) ósseo e muscular. e) epitelial e muscular. 5. (Uepg) Com relação ao uso de células-tronco na biotecnologia, que tem sido objeto de muita polêmica, principalmente no âmbito da justiça, da

2 ética e da religião, assinale o que for correto. 01) Células-tronco são células indiferenciadas, com potencialidade para dar origem aos mais diversos tipos de células especial izadas que formam os tecidos do organismo. 02) São exemplos de células-tronco as células da medula óssea vermelha, que produzem as células sanguíneas (os linfoides produzem os linfócitos e as mieloides dão origem aos demais leucócitos e às hemácias). Elas também podem ser obtidas a partir do sangue do cordão umbilical conservado sob resfriamento, para eventual uso terapêutico pelo doador, no futuro. 04) As células-tronco embrionárias constituem a chamada massa celular interna da blástula (blastocisto), que dá origem ao embrião. Elas têm maior capacidade de diferenciação, são totipotentes e podem originar todos os tecidos corporais. 08) As células-tronco podem ser usadas em vários procedimentos de neoformação de tecidos em órgãos com degenerações, necrose e lesões. Para isso, precisam receber tratamento especial para orientar a diferenciação em determinado tipo de tecido. 16) Em 2005, foi aprovada no Brasil a lei da biossegurança. Ela permite o uso, mediante autorização dos pais, de embriões de até cinco dias que estejam congelados há mais de três anos, considerados inviáveis em termos de possibilidade de desenvolvimento e, portanto, descartados pelas clínicas de fertilização. 6. (Ufes) A utilização de células-tronco nos estudos biológicos, apesar das discussões éticas, já é uma realidade. No entanto, uma das limitações dessa tecnologia é o conhecimento preciso acerca dos mecanismos de diferenciação celular. a) Estabeleça a diferença entre o genoma de uma célula indiferenciada e o genoma de uma célula diferenciada e diga em qual fase do desenvolvimento humano a diferenciação celular ocorre com maior intensidade. b) Explique o que acontece com uma célula que perde o controle sobre o seu processo de diferenciação celular e diga por que células da medula óssea e do cordão umbilical podem ser utilizadas para o tratamento com células-tronco. 7. (Pucpr) Em Setembro de 2005, o Brasil se tornou referência no Brasil em terapia celular para regeneração de tecido hepático. O Dr. Ricardo Ribeiro da FIOCRUZ da Bahia chefiou o grupo que realizou o primeiro transplante de células-tronco para melhora da função hepática. Com relação às células-tronco, é INCORRETO afirmar: a) As células-tronco de um paciente podem ser usadas para regenerar seus tecidos ou órgãos lesados, eliminando o risco de rejeição imunológica. b) As células-tronco de adulto são capazes de se diferenciar em outro tipo de célula, independentemente do seu tecido de origem. c) As células-tronco embrionárias são capazes de se diferenciar em outros tipos de células, desde que cultivadas sob condições adequadas. d) As células-tronco podem ser retiradas da massa celular interna de blastocistos (um dos estágios iniciais dos embriões de mamíferos). e) Quando retiradas de embriões congelados, eliminam as questões éticas e religiosas associadas à obtenção de órgãos para transplantes. 8. (Uff) Células-tronco adultas são encontradas em vários tecidos (como medula óssea, sangue, fígado, polpa dentária) de crianças e adultos, e também no cordão umbilical e na placenta. Estudos feitos há décadas sobre a hematopoiese (processo de produção de células sanguíneas) a partir de células-tronco, localizadas no interior dos ossos, demonstraram que elas podem originar todos os 9 tipos celulares presentes no sangue. Posteriormente, outro trabalho comprovou que células-tronco da medula óssea podem dar origem a células da musculatura esquelética. Recentemente, pesquisas demonstraram que células-tronco neurais de camundongos adultos podem restaurar as células hematopoiéticas em camundongos que tiveram a medula óssea destruída por irradiação. (Adaptado do artigo publicado na revista "Ciência Hoje" (SBPC), vol. 29, n o 172, junho de 2001)

3 Com base na evolução de todos os resultados obtidos nas experiências relatadas, pode-se concluir que células-tronco a) adultas só podem dar origem a células do mesmo tecido. b) adultas podem dar origem a células de diferentes origens embrionárias. c) adultas só podem dar origem a células da mesma origem embrionária. d) de origem embrionária no mesoderma dão origem a células de origem no ectoderma. e) embrionárias podem-se originar a partir dos nove tipos de células presentes no sangue. 9. (Ufpr) No desenvolvimento humano, após a fertilização, o zigoto entra em um processo de sucessivas clivagens, produzindo um embrião multicelular. Cerca de uma semana após a fertilização, o embrião consiste em uma esfera oca, denominada de blastocisto, que irá se implantar na parede uterina e prosseguir no desenvolvimento embrionário, passando pelos processos de gastrulação, neurulação e organogênese. As células-tronco embrionárias são obtidas de embriões humanos no estágio de blastocisto. Essas células têm sido alvo de crescentes e polêmicas investigações científicas, devido à sua potencialidade de diferenciarem-se em qualquer um dos mais de 200 tipos celulares humanos, havendo interesse na sua utilização para fins terapêuticos. Devido à sua totipotência, possivelmente as células-tronco embrionárias possam funcionar como células substitutas em diversos tecidos lesionados ou doentes. a) Cite uma alteração importante que ocorre no embrião durante: a.1) clivagem: a.2) gastrulação: a.3) neurulação: b) O que é totipotência? c) Por que geralmente são utilizadas células provenientes do blastocisto, e não de uma gástrula ou nêurula, para produzir novas células com fins terapêuticos? 10. (Pucmg) A figura representa uma analogia entre as chamadas células-tronco e os diferentes tipos celulares que delas derivam em processos de diferenciação celular. Com base na representação acima e em seus conhecimentos sobre o assunto, é correto afirmar, EXCETO: a) As células da mórula são consideradas totipotentes, o que não acontece com as célulastronco dos tecidos de indivíduos adultos. b) Os processos de diferenciação celular dependem de alterações e controle da expressão gênica. c) Na figura, os três ramos A, B e C poderiam representar, respectivamente, endoderme, mesoderme e ectoderme. d) Na figura, a letra D poderia ser substituída por células glandulares exócrinas do tubo digestivo. 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 3. indução impossível de outras doenças 5. compatibilidade imunológica 2. regeneração de poucos tecidos 4. indução possível de outras doenças 6. rejeição imunológica

4 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 (Uemg) Leia o trecho, a seguir. As mais versáteis são as células-tronco embrionárias (TE), isoladas pela primeira vez em camundongos há mais de 20 anos. As células TE vêm da região de um embrião muito jovem que, no desenvolvimento normal, forma as três camadas germinativas distintas de um embrião mais maduro e, em última análise, todos os diferentes tecidos do corpo. Scientific American Brasil, julho de Com as informações contidas nesse texto, juntamente com outros conhecimentos que você possui sobre o assunto, só é possível afirmar CORRETAMENTE que a) as células-tronco embrionárias (TE), anteriores ao embrioblasto, são totipotentes, isto é, capazes de se diferenciarem em qualquer uma das células somáticas do indivíduo. b) a legislação brasileira proíbe qualquer tipo de pesquisa com células-tronco embrionárias, porque a constituição brasileira considera que o zigoto já é um novo indivíduo e tem que ser protegido. c) as três camadas germinativas distintas a que o texto se refere são os folhetos embrionários epiderme, derme e hipoderme. d) entre os tecidos do corpo, o tecido nervoso se origina a partir do folheto germinativo ectoderma, enquanto o tecido muscular se origina do endoderma. 13. (Unifesp) Em abril de 2005, a revista Pesquisa FAPESP reforçava a importância da aprovação da Lei de Biossegurança para as pesquisas brasileiras com células-tronco e, ao mesmo tempo, ponderava: Nos últimos anos, enquanto os trabalhos com células-tronco embrionárias de origem humana permaneciam vetados, os cientistas brasileiros não ficaram parados. Fizeram o que a legislação permitia: desenvolveram linhas de pesquisa com células-tronco de animais e células-tronco humanas retiradas de tecidos adultos, em geral de medula óssea e do sangue de cordão umbilical. (...) Não há evidências irrefutáveis de que as células-tronco adultas possam exibir a mesma plasticidade das embrionárias. (...) Menos versáteis que as embrionárias, as células-tronco adultas têm uma vantagem: parecem ser mais seguras. Nas terapias experimentais são injetadas nos pacientes células-tronco extraídas, em geral, deles mesmos. Marcos Pivetta (www.revistapesquisa.fapesp.br Adaptado.) Considerando o texto da revista, responda: a) O que se quer dizer ao se afirmar que as célulastronco adultas são menos versáteis que as embrionárias? b) Qual a vantagem de se injetar nos pacientes células-tronco extraídas deles mesmos? 14. (Uece) Ao mesmo tempo em que o genoma de uma bactéria estava sendo alterado artificialmente, produzindo uma nova bactéria geneticamente modificada, o biólogo cearense, Dr. Francisco Linhares Ferreira Gomes, professor de Genética e Evolução da Universidade Estadual do Ceará, divulgava o seu feito entre os colegas da UECE: o trabalho científico Computational prediction of neural progenitor cell fates, do qual GOMES é um dos primeiros co-autores, que foi publicado na prestigiosa revista Nature Methods (fator de impacto > 15), no mês de março de Veja como Gomes se expressou na sua comunicação: esta pesquisa surgiu da observação do movimento que células-tronco retinianas fazem quando são cultivadas in vitro. Como as células-tronco da retina dão origem à 7 tipos de neurônios nos olhos de mamíferos quando elas se dividem e como eu percebi que as células-tronco realizavam danças diferentes antes de se dividirem, eu tive o insight de que provavelmente nós poderíamos prever que tipo de divisão a célula-tronco realizaria baseado em nuances particulares de cada coreografia celular. Meu orientador Dr. Michel Cayouette acreditou na minha intuição e engendrou uma colaboração com dois especialistas em análise de imagem por computador, os Dr. Badrinath Roysan e Dr. Andrew Cohen dos USA (GOMES, 2010).

5 Assinale a alternativa que apresenta, corretamente e nesta ordem, o tipo de divisão ao qual as células tronco retinianas são submetidas e o tipo de tecido do qual as células diferenciadas farão parte. a) mitótica e tecido nervoso b) meiótica e plasma germinativo c) mitótica e plasma germinativo d) meiótica e tecido nervoso 15. (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 (sigla inglesa de células-tronco pluripotentes induzidas ), 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. (Revista Galileu, maio 2009.) 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 à 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 Gabarito: Resposta da questão 1: [D] Resposta da questão 2: 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. Resposta da questão 3: [B] Resposta da questão 4: [A] Resposta da questão 5: = 31 Resposta da questão 6: a) A diferença existente entre o genoma de uma célula indiferenciada e a diferenciada está nos genes em atividade, uma vez que, quando a célula passa pela diferenciação, de acordo com a função por ela desempenhada, alguns grupos de genes estarão em atividade e outros não. A fase em que ocorre a diferenciação em maior grau é a gastrulação. b) Quando a célula perde o controle sobre seu processo de diferenciação celular, ela poderá entrar no processo de morte celular, ou mesmo determinados grupos de genes que não deveriam estar funcionando passarem a funcionar, o que pode determinar o câncer. As células da medula óssea e do cordão umbilical são ideais para a terapia celular, pois, tanto no cordão como na medula, são encontradas células com potencialidade de diferenciação em outros tipos celulares (multipotentes), favorecendo, assim, o uso em pessoas que tenham necessidade dessa terapia. Além disso, se o próprio doador tiver necessidade de utilizar esse material, não se terá o risco de rejeição. Resposta da questão 7: [E] Resposta da questão 9: a) 1. Aumento do número de células e conseguinte aumento do tamanho do embrião. 2. Início da formação do tubo digestivo e folhetos embrionários. 3. Início da formação do sistema nervoso e órgãos. b) Capacidade de originar qualquer tipo de célula e tecido. c) A gástrula e a nêurula já apresentam folhetos diferenciados, por exemplo, ectoderme e mesentoderme. Neste caso, muitas destas células já estão diferenciadas, o que as impede de originar qualquer tecido. Resposta da questão 10: [C] Resposta da questão 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. Resposta da questão 12: [A] Comentários: As células-tronco embrionárias são totipotentes devido à sua capacidade de se diferenciarem em qualquer tipo de célula somática de qualquer tecido. No Brasil, em 29 de maio de 2008, o Supremo Tribunal Federal confirmou a constitucionalidade da lei que permite a utilização de células-tronco embrionárias humanas para fins de pesquisa e terapia, desde que sejam embriões inviáveis ou estejam congelados há mais de três anos. Em ambos os casos, é necessário o consentimento dos pais. Os três folhetos embrionários (ou germinativos) a que o texto se refere são: ectoderma, endoderma e mesoderma. O tecido nervoso se origina a partir do ectoderma e o tecido muscular, do mesoderma. Resposta da questão 8: [B]

7 Resposta da questão 13: a) Células-tronco embrionárias podem originar qualquer tecido, enquanto as células-tronco adultas podem dar origem apenas a alguns tipos de tecido. b) Injetar células-tronco nos pacientes extraídas deles mesmos elimina a possibilidade de rejeição do organismo do paciente às células injetadas. Resposta da questão 14: [A] Em seu processo de diferenciação, as células tronco retinianas são submetidas a sucessivas divisões mitóticas até se diferenciarem em células de tecido nervoso. Resposta da questão 15: [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).

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