Apresentacao celulas tronco

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Células-tronco (CT): Uma visão geral

Alunos: Diego SoaresFlávia NaiceKaren GuimarãesLaura ThiebautMariana MelloThiago O. Marinho

Prof(a): Valéria Coelho

Células-tronco neurais dando origem a vários neurônios

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Tópicos Abordados:

Introdução - Thiago O. Marinho

A CT mesenquimal (CTM) – Mariana Mello

Métodos de obtenção de céluas-tronco embrionárias humanas (CTEH) e células-tronco adultas (CTA) - Diego Soares

A diferenciação das CT – Laura Thiebaut

Aplicações clínicas - Flávia Naice

Questões éticas e perspectivas – Karen Guimarães

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Células-tronco: Definição

Células-tronco são, numa definição simples, células primitivas (indiferenciadas), produzidas enquanto o organismo se desenvolve, e capazes de originar outros tipos de células.

Funcionalmente, as células-tronco são células com grande capacidade de diferenciação localizadas no topo da

hierarquia das linhagens celulares.

Elas se auto-renovam durante toda a vida de um organismo.

Apresentam diferenças em relação às células progenitoras (CP).

Aglomerado de células-tronco embrionárias

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Classificação segundo a potencialidade das CT

As CT podem ser classificadas segundosua potencialidade em toti, pluri oumultipotentes. São chamadas de totipotentes as células capazes de gerartodos os tipos celulares embrionários eextra-embrionários, como o zigoto e o blastômero. As pluripotentes podem originar todas as células que formam um embrião propriamente dito, e sãoprovenientes da massa interna do blastocisto (CTE). São classificadas como multipotentes as células queoriginam apenas um subgrupo de linhagens celulares, por exemplo, asCT mesenquimais (CTM).

Existem ainda células unipotentes, que originam apenas um único tipo celular maduro. Estas últimas devem ser consideradas CP e não CT.

Massa celular externa

Trofoblasto

Células de ilhotas pancreáticas

Neurônios

Células Sanguíneas

CTE pluripotentes

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Classificação segundo as fontes de CT

Podemos dividir as fontes de CT em três classes: embrionária, fetal, e adulta.

As CTE são derivadas da massa interna do blastocisto, cinco dias após fertilização (em humanos). As CTE diferenciam-se espontaneamente em todos os tipos de tecidos.

As CT fetais não se diferenciam espontaneamente, e têm como vantagem o fato de estarem presentes em abundância por todo o organismo em desenvolvimento. Possuem grande potencial de auto-renovação.

As CTA não se diferenciam espontaneamente e, ao contrário das CTE, não são capazes de manter suas propriedades por longos

períodos em cultura. Um dos locais mais utilizadas para extração de CTA é a medula óssea,

onde encontramos dois tipos de CT: as hematopoiéticas e as mesenquimais.

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A importância das CT

Devido a sua capacidade de diferenciação, a principal importânciadas CT está na aplicação terapêutica,sendo elas potencialmente úteis emterapias de combate a doençascardiovasculares, neurodegenerativas,diabetes, acidentesvasculares cerebrais, doençashematológicas, traumas na medula espinhal e nefropatias.

O principal objetivo das pesquisas com células-tronco é

usá-las para recuperar tecidos danificados por essas doenças e traumas. Portanto, as CT têm, atualmente, um papel importante na medicina regenerativa, e constituem uma de suas principais promessas.

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Principais dificuldades no estudo com CT

Questões éticas e legais em relação ao uso de CTE e à técnica da clonagem terapêutica.

Dificuldades na obtenção de CTA, já que elas são raras e não apresentam características que permitam sua fácil identificação.

A pluripotencialidade das CTE, que fazem com que elas possam vir a formar tumores ao serem introduzidas no organismo do paciente (conhecidos como teratomas).

Células tronco embrionárias podem se transformar em ualquer célula do corpo humano

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Tópicos Abordados:







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CT mesenquimais

Células adultas

Multipotentes

Alto grau de plasticidade

Descobertas em meados da década de 70 A maior parte das CT mesenquimais são

retiradas da medula óssea

1 CTM para 10.000 a 100.000 céluas de medula óssea

Células-tronco mesenquimais em processo de crescimento, oriundas da medula óssea da crista ilíaca – do mesmo tipo das usadas na cirurgia realizada no RS

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CT mesenquimais

Sua presença é descrita em : tecido adiposo, medula óssea, sistema periférico fetal, membrana sinovial, sangue periférico pós-fetal, pâncreas, fígado, tendão, líquido amniótico e sangue do cordão umbilical.

Função das CTM:

Dar suporte á hematopoeseFormar o microambiente medular (estroma)

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CT mesenquimais

Diferenciam-se das células hematopoiéticas por originarem células do tecido conjutivo como adipócitos, osteoblastos, condrócitos.

Tal como as células-tronco hematopoéticas, as células-tronco mesenquimais podem se proliferar rapidamente na presença de um tecido danificado.

Estimuladas por sinais químicos e genéticos locais, as células-tronco se diferenciam rapidamente para formar novas células

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CT mesenquimais

CTM são s fontes de tecido que envolvem a medula óssea, portanto, espera-se que elas se diferenciem em células da linhagem osteogênica, adipogênica e condrogênica in vitro

Após transplante sistêmico, as células tronco mesenquimais foram encontradas em diversos tecidos, como músculo tecido nervoso.

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Tópicos Abordados:




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Métodos de obtenção de CT

Métodos de obtenção de CTE:

São derivadas e coletadas da massa interna do blastocisto cinco dias após fertilização (em humanos) e podem ser expandidas em cultura na presença de fatores que impeçam sua diferenciação;

Coleta de células germinativas primordiais do feto.

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Clonagem terapêutica: consiste também na formação do blastocisto, com a diferença de que, ao invés da fecundação de um óvulo por um espermatozóide, é realizada a transferência do núcleo de uma célula adulta, obtida do indivíduo em tratamento, para um óvulo anucleado. Uma vez formado o blastocisto, os procedimentos podem ser: a) Se ele for implantado no útero de uma fêmea

resultará na formação de um novo indivíduo, sendo o processo denominado clonagem reprodutiva;

b) Se for destruído para coleta de células-tronco, o processo é denominado transferência nuclear.

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Clonagem terapêutica:

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Clonagem terapêutica:

Vantagem: originar células-tronco embrionárias geneticamente idênticas às do indivíduo no qual elas serão utilizadas em procedimento terapêutico, o que elimina o problema da rejeição de um transplante que, de outro modo, tem as mesmas restrições exibidas por qualquer transplante de órgãos convencional.

Desvantagem: o material genético do núcleo de uma célula adulta já passou por processos que dificultam sua interação com o citoplasma do óvulo, e essa interação é necessária para possibilitar as primeiras divisões celulares e formação do embrião. Por conta disto, o processo apresenta ainda um baixo grau de sucesso.

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Futuro: coletando células-tronco embrionárias sem destruição do embrião ou reprogramação genética, proporcionando a dediferenciação, um estágio intermediário em que uma célula especializada torna-se uma célula mais primitiva, multipotente, para então se rediferenciar em um outro tipo celular.

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Métodos de obtenção de CTA:

Isolamento:

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Vários métodos foram estabelecidos, envolvendo, por exemplo, o uso de anticorpos que identificam proteínas de membrana marcadoras dessas células, ou propriedades como as de aderência ao substrato.

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Marcadores (proteínas) de superfície:

Marcação com anticorpos específicos;

Separação em colunas magnéticas;

marcador

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Citometria de fluxo :

Um feixe de luz é direcionado a um meio líquido em fluxo. Um número de detectores são apontados ao local onde o fluxo passa através do feixe de luz, além de um ou mais detectores fluorescentes. Cada partícula suspensa passando através do feixe dispersa a luz de uma forma, e os corantes químicos fluorescentes encontrados na partícula ou juntos a partícula podem ser excitados emitindo luz de menor freqüência do que o da fonte de luz. Esta combinação de luz dispersa e fluorescente é melhorada pelos detectores, e analisando as flutuações de brilho de cada detector é possível explorar vários tipos de informação sobre a estrutura física e química de cada partícula individual.

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Marcadores de superfície e Citometria de fluxo :

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Aderência ao substrato:

O cultivo é feito selecionando-se as células com propriedade de adesão ao plástico, enquanto as células que permanecem em suspensão são facilmente removidas. Outros tipos celulares “contaminantes”, como macrófagos e linfócitos, são eliminados após determinado número de passagens.

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A partir do sangue de cordão umbilical:

Vantagens:

o Disponibilidadeo Estabelecimento de bancoso Facilidade de coletao Maior facilidade de expansãoo Menor risco de GVHD (menor freqüência de linfócitos T e maior tolerância imunológica)

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A partir do sangue de cordão umbilical:

Fato: as células-tronco hematopoiéticas do sangue de cordão umbilical são ótimas no tratamento de doenças hematológicas.

Desvantagens:

o Volume limitado

Volume de CT limitado

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Bancos de sangue de cordão umbilical:

Coleta: da veia umbilical, antes ou após a expulsão da placenta;

Volume média de coleta: 73 ± 23 ml;

10 – 15 x 106 células nucleadas/ml;

Primeiros bancos: início da década de 90,

Atualmente: mais de 250 mil unidades estocadas em 35 bancos, em 21 países (Goldstein et al. Human umbilical cord blood biology, transplantation and plasticity. Curr Med Chem. 2006;13:1249-59);

Anualmente, mais de 25 mil unidades coletadas no mundo.

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Facilidades na obtenção de CTE:

As células-tronco embrionárias se apresentam em grande quantidade, sendo encontrado no blastocisto o maior número de CTE.

Facilidades na obtenção de CTA:

São mais facilmente e corretamente induzidas à diferenciação com a administração de fatores de crescimento apropriados ou outros sinais externos.

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Dificuldades na obtenção de CTE:

Controle sobre a sua diferenciação, visto que, na ausência de fatores tróficos, as CTE se diferenciam espontaneamente em todos os tipos de tecidos.

Dificuldades na obtenção de CTA:

São raras e não apresentam características que permitam sua fácil identificação.

Não são capazes de manter suas propriedades de diferenciação por longos períodos em cultura.

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Tópicos Abordados:




A diferenciação das CT – Laura Thiebaut Aplicações clínicas - Flávia Naice


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Diferenciação in vitro e in vivo

Manter e expandir as células-tronco são de fundamental importância em estudos, porém mais do que isso é a possibilidade de manipular sua diferenciação. Isso pode ser importante para averiguar se as células em cultura continuam a manter a plasticidade, isto é, o potencial para originar vários tipos de células maduras.

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Uma parte considerável das pesquisas com células-tronco dedica-se a definir as condições que induzem diferentes tipos a darem origem a células maduras de diferentes linhagens.Essas condições envolvem a adição de vários tipos de substâncias ao meio de cultivo.

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Produção de células hematopoéticas

G-CSF para granulócitos; M-CSF para

megacariócitos;

A eritropoetiona estimula a produção de eritrócitos

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http://www.estudosobre.com/Imagem:Illu_blood_cell_lineage.jpg

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Para células-tronco mesenquimais, precisa-se fatores como:

beta-glicerofosfato ou dexametasona para a formação de osteoblastos;

Insulina para adipócitos;

5-azacitina para mioblastos;

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Como não se pode ter certeza sobre a fidelidade das informações fornecidas pelos sistemas de cultivo in vitro, é importante que elas sejam complementadas por estudos in vivo. Para tal, as células-tronco podem ser administrada a animais como camundongos.

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Algumas ferramentas biológicas importantes são empregadas nestes estudos:

Camundongos trangênicos. Linhagens de camundongos endocruzados foram modificadas com a introdução de genes “repórter”, através de métodos de transferência gênica. Esses genes codificam proteínas facilmente reconhecíveis nas células que os expressam.

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Camundongos imunodeficientes. Podem ser utilizados para o transplante de células-tronco de outras espécies, como o homem, servindo assim como “tubos de ensaio vivos” que permitem estudar a distribuição e biologia das células em condições menos artificiais que o cultivo in vitro.

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Tópicos Abordados:







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Aplicações Clínicas

Células tronco embrionárias totiptentes

Ilimitada capacidade de proliferação

Morfologia típica

Expressão de marcadores específicos

Formação de teratomas

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Aplicações clínicas – células-tronco somáticas

Facilidade de obtenção: medula óssea, sangue do cordão umbilical, tecido adiposo, derme e músculos.

Células-tronco hematopoéiticas tratamento de várias doenças sangüíneas como leucemias e anemias.

Células-tronco mesenquimais Versatilidade de diferenciação: tecido conjuntivo, incluindo ossos, cartilagem, tecido adiposo, tendões e músculos.

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Aplicações clínicas - CTMs

Reparo cardiovascular

Lesões da medula espinhal e lesões do SN

Doença hepática

Anemia aplástica grave

Osteogênese imperfeita

Fibrose pulmonar

Retardo de crescimento

Doenças renaisLesão óssea

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Utilização terapêutica

Medicina regenerativa: utilização de células e bio-materiais que permitem ao próprio organismo reparar tecidos e órgãos lesados.

Alvos principais: órgãos incapazes de desenvolver quaisquer processos de regeneração, como o cérebro e o coração.

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Tópicos Abordados:







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Questões éticas e perspectivas

Quando começa a vida?Em que momento se considera que umfeto tem os mesmos direitos que umoutro ser humano?

Embrião = indivíduo com direitos civis?Vida=fertilizaçãoPré- embrião=conjunto de células, deveser tratado como tal.

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As diferentes considerações: Existem diferentes teses científicas

para o início da vida, são estas:• Genética• Embriológica• Neurológica• Ecológica• Gradualista

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O “pré-embrião” Denominação criada para caracterizar

a fase até 5 dias de desenvolvimento entre a fecundação até a implantação no útero.

Relatório de Warnock – a partir do 14º dia começa o desenvolvimento do SNC.

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O destino dos pré-embriões

Inglaterra - Debate Mundial em 1996 sobre a obrigatoriedade de todos os embriões congelados serem destruídos.

Espanha - Em 2004 já estimava-se que havia mais de mil embriões que deviam ser destruídos.

Suécia- Pesquisa mostrou que 92% dos casais que têm embriões congelados preferem doá-los à pesquisa com células-tronco a vê-los destruídos.

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A ONU e o debate sobre as células-tronco.

Em 2001 a ONU tenta criar Convenção Internacional para debater as questões éticas no uso de células-tronco.

• França e Alemanha solicitam proibição internacional da clonagem reprodutiva.

• Mais de 50 países, dentre eles EUA, em acordo com vaticano desejam proibição de qualquer forma de clonagem.

• Reino Unido declara que não assinaria tal convenção.• Bélgica, Indonésia, Japão, Cuba, entre outros, declaram

que concordam com a proibição da clonagem reprodutiva mas reprovam tratado que proíba a clonagem terapêutica.

ONU declara defender estudos para a produção de embriões humanos por clonagem.

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Pesquisa realizada com 223 pessoas no Hospital das Clínicas de Porto Alegre em 2003 demonstrou que a ciência já vinha ganhando na população.

Dos interrogados:74,8% não vêem a destruição do blastocisto como

uma aniquilação da vida.41% concordam em produzir embriões.88,1% concordam com a utilização dos embriões

que não serão usados para fecundação.82,1% concordam que os pré-embriões que

seriam destruídos devem ser utilizados.

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Projeto de Lei de Biossegurança de 2005:

Permite a utilização de embriões para fins de pesquisa e terapia, desde que:

• sejam embriões inviáveis, ou• estejam congelados há 3 anos.

Sendo necessário o consentimento dosgenitores e proibida a comercialização domaterial biológico.

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Lei de Biossegurança

Artigo 5º da lei 11.105/05 Aprovada em 2008. Lei insuficiente, julgada pouco

detalhada. Não destruição do embrião na

retirada das células-tronco. Pesquisas devem passar por

aprovação de um comitê de ética central.

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Países que permitem pesquisa com células-tronco:

Alemanha Brasil EUA - proíbe aplicação de verbas do

governo. México – permite também a criação

de embriões. Índia Turquia

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Países que permitem inclusive a clonagem terapêutica: China Cingapura Coréia do Sul África do Sul – único país da África com

legislação a respeito. Israel Japão Rússia Reino Unido – permite inclusive clonagem

reprodutiva Espanha

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Países extremistas:

Itália é o único país que não aprova nenhum tipo de pesquisa com células-tronco.

Reino Unido tem um das legislações mais liberais. Christopher Reeve:

após acidente que o deixou tetraplégico lutou por pesquisas com células-tronco.

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Referências

Schwindt TT, Barnabé GF, Mello LEAM: Proliferar ou diferenciar? Perspectivas de destino das células-tronco. Jornal Brasileiro de Neurocirurgia 16: 13-19, 2005

Nance Beyer Nardi: Células-tronco: fatos, ficção e futuro. Departamento de Genética, UFRGS.

Na internet:

http://www.unifesp.br/dfisio/fisioneuro/celulas_tronco.htm

http://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula-tronco

http://www.comciencia.br/reportagens/celulas/03.shtml

http://www.unifesp.br/dfisio/fisioneuro/celulas_tronco.htm

http://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula-tronco

http://www.comciencia.br/reportagens/celulas/03.shtml

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