Márcia Andreia Nogueira Ventura - bdigital.ufp.ptbdigital.ufp.pt/bitstream/10284/4411/1/PPG_23953.pdf · As questões éticas e morais surgem como um dos grandes problemas relativamente

Mrcia Andreia Nogueira Ventura

Utilizao teraputica

das clulas estaminais

Universidade Fernando Pessoa

Faculdade Cincias da Sade

Porto, 2014

Aplicaes teraputicas das clulas estaminais

1


Utilizao teraputica

das clulas estaminais

Universidade Fernando Pessoa

Faculdade Cincias da Sade

Porto, 2014


2

Autora:


Ttulo:

Utilizao teraputica das clulas estaminais

Assinatura:

Trabalho apresentado Universidade Fernando Pessoa

como parte dos requisitos para obteno

do grau de Mestre em Cincias Farmacuticas


3

RESUMO

Uma clula estaminal uma clula indiferenciada que possui a capacidade de

dar origem a outras clulas especializadas com diversas funes que esto de acordo

com o tecido ou rgo que representam, permitindo assim uma panplia de

manipulaes e utilidades clnicas. Elas podem classificar-se quanto origem em

clulas estaminais embrionrias e clulas estaminais adultas e quanto potencialidade

em clulas totipotentes, pluripotentes ou multipotentes.

As suas aplicaes teraputicas so variadas, existindo vrios estudos com

resultados positivos e outros que necessitam de uma investigao futura mais profunda,

no entanto estas clulas podem ser utilizadas at mesmo com os novos sistemas

teraputicos. Ao longo da dissertao vo ser explorados temas como a terapia do

cancro, a terapia cardiovascular e a terapia neural bem como algumas futuras apostas

cientficas nestas reas.

Palavras-chave: clulas estaminais, aplicaes teraputicas, terapia

ABSTRACT

A stem cell is an undifferentiated cell that has the ability to give rise to other

specialized cells with different functions that are consistent with the tissue or organ they

represent, thus allowing a range of manipulations and clinical utility. They can be

classified as to the origin in embryonic stem cells and adult stem cells and about the

potential for totipotent, pluripotent or multipotent.

There are many therapeutic applications for these cells and there are several

studies about this potential therapeutic use in the future with positive results and other

that need further investigation in the future, these cells also can be used with the new

therapeutic systems. Throughout the dissertation subjects such as cancer therapy,

cardiovascular therapy and the neural therapy will be operated as well as some future

scientific applications in these areas.

Key words: stem cells, therapeutics applications, therapy


4

DEDICATRIA E AGRADECIMENTOS

Dedico a todas as pessoas que sempre acreditaram em mim e agradeo a todas

aquelas que de uma forma ou de outra ou at de todas as formas me ajudaram na

realizao desta dissertao pois sem essa ajuda no seria a mesma coisa,

principalmente Professora Doutora Maria Joo Coelho que pacientemente me orientou

em tudo o que precisei, um grande obrigado.


5

NDICE

I- INTRODUO ....................................................................................................................... 8

II-CLULAS ESTAMINAIS ........................................................................................................ 9

1-Definio ............................................................................................................................. 9

2-Classificao das clulas estaminais....................................................................................... 11

i. Origem ..................................................................................................................... 11

ii. Potencialidade ........................................................................................................... 13

3-Fontes de clulas estaminais ................................................................................................. 15

4- Diferenciao das clulas estaminais ..................................................................................... 19

i. Diferenciao das clulas estaminais hematopoiticas ..................................................... 19

ii. Diferenciao das clulas estaminais mesenquimais ........................................................ 21

5-Criopreservao .................................................................................................................. 22

i. Bancos de criopreservao ........................................................................................... 22

6- Aplicaes teraputicas ....................................................................................................... 24

i. Terapia do cancro ....................................................................................................... 24

ii. Terapia cardiovascular ................................................................................................ 31

iii. Terapia neural ............................................................................................................ 34

7- Clulas estaminais em Portugal ............................................................................................ 39

III-CONCLUSO ..................................................................................................................... 40

IV-BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................. 41


6

NDICE DE FIGURAS

Figura 1 - Diferentes origens das clulas estaminais........................................................................ 13

Figura 2 - Cordo umbilical, clulas mesenquimais e clulas hematopoiticas .................................... 17

Figura 3 - Fontes de clulas estaminais e adultas ............................................................................ 18


7

LISTA DE ABREVIATURAS

CD Cluster of differentiation ou grupo de diferenciao

DR Death receptors ou recetores de morte

EpiSC Epiblast stem cells ou Clulas Estaminais do Epiblasto

Ex. - Exemplo

HLA- Antignio Leucocitrio Humano

IFN- Interfero

IPO- Instituto Portugus de Oncologia

iPSCs Induced pluripotent stem cells ou Clulas Estaminais Pluripotentes Induzidas

IPST Instituto Portugus do Sangue e da Transplantao

NK Natural Killer

RET - Rearranged during transfection

SCU Sangue do Cordo Umbilical

TCU Tecido do Cordo Umbilical

TNF Tumor necrosis factor ou fator de necrose tumoral

TRAIL - Tumor Necrosis Factor-Related Apoptosis Induced Ligand

S-TRAIL Secretable Tumor Necrosis Factor-Related Apoptosis Induced Ligand

USSC Unrestricted Somatic Stem Cell ou Clulas Estaminais Somticas No Restritas


8

I- INTRODUO

Este trabalho tem como objetivo abordar o tema clulas estaminais relativamente

s suas aplicaes teraputicas na rea do cancro, cardiovascular e neural, sendo trs

grandes reas e com grande importncia. Estas clulas ao longo dos ltimos anos tm

sido vistas como uma teraputica inovadora e promissora para o tratamento de muitas

doenas inclusive doenas auto imunes e outras consideradas incurveis.

Uma clula estaminal uma clula indiferenciada com capacidade de dar origem

a clulas especializadas com varias funes de acordo com o tecido ou rgo que

representam (Shah, 2013), permitindo uma panplia de manipulaes e utilidades

clnicas. Elas podem classificar-se quanto origem em clulas estaminais embrionrias

e clulas estaminais adultas e quanto potencialidade em totipotentes, pluripotentes e

multipotentes.

As principais fontes de clulas estaminais so o sangue do cordo umbilical a

medula ssea, sendo que em Portugal, o primeiro transplante de clulas estaminais do

sangue do cordo umbilical que foram criopreservadas num banco privado portugus,

foi a 19 de Fevereiro de 2007. Esta interveno foi realizada no Instituto Portugus de

Oncologia do Porto (IPO) numa criana de 14 meses com leucemia linfoblstica aguda

e foi muito bem-sucedida salvando-lhe assim a vida (Carvalho, 2007).

Existem 4 bancos de recolha de clulas estaminais que so privados e

autorizados pela Autoridade para os Servios de Sangue e Transplantao:

Crioestaminal, Beb Vida, Criovida e Instituto Valenciano de Fertilidade (Cabo, 2012) e

existe um pblico, a LUSOCORD.

Em relao s aplicaes teraputicas, existem vrios estudos acerca deste

potencial uso teraputico, alguns j realizados e outros ainda em fase de realizao. Ao

longo do desenvolvimento do tema vo ser explorados temas como a terapia do cancro,

cardiovascular e neural bem como a futuros avanos cientficos.


9

II-CLULAS ESTAMINAIS

1-Definio

A utilizao de clulas estaminais tem gerado um enorme interesse no mundo da

cincia, pois so vistas como tendo um grande potencial para o tratamento de diversas

doenas. Segundo muitos investigadores, as clulas estaminais so a grande promessa

para a cura de doenas consideradas at aos dias de hoje incurveis como Parkinson e

Alzheimer, entre outras (Serro, 2004).

As clulas estaminais so clulas indiferenciadas que do origem a clulas

especializadas com variadas funes de acordo com o tecido ou rgo que representam.

Possuem trs grandes caractersticas:

so pluripotentes, pois do origem a vrias clulas filhas que por sua vez se

diferenciam em vrios tipos celulares especficos sob a influncia do

microambiente em que esto inseridas (Shah, 2013);

tm grande capacidade de proliferao e de diviso;

tm grande capacidade de autorrenovao (Gomes e Pranke, 2008).

As clulas estaminais embrionrias (isoladas diretamente do embrio) possuem

uma grande capacidade de autorrenovao indefinida devido alta expresso da

telomerase, j nas clulas estaminais adultas (isoladas aps o nascimento), a atividade

da telomerase parece ser menor, o que limita a sua capacidade de persistncia a longo

prazo (Shah, 2013). So estas as clulas responsveis pela renovao celular bem como

o crescimento e respetiva reparao dos tecidos desde o nascimento at vida adulta

(Watt e Driskell, 2010).

Novos estudos indicam que at mesmo as clulas maduras podem ser

reprogramadas para se tornarem pluripotentes, estas so designadas de clulas

estaminais pluripotentes induzidas (iPSCs). Elas so formadas a partir de clulas

somticas humanas ou at de ratos e pela expresso forada de fatores de transcrio

definidos, tornam-se em clulas mais primitivas de modo a tornarem-se outra vez


10

pluripotentes. As iPSCs possuem boas propriedades de autorrenovao e pluripotncia

tal como as clulas estaminais embrionrias, o que lhes conferem um enorme potencial

para futuras terapias (Bragana, Tavares e Belo, 2010). Um dos estudos realizados com

as clulas iPSCs, foi organizado por um grupo de cientistas da Universidade de

Pittsburgh na Pensilvnia, que utilizaram as iPSCs para criar clulas percursoras

cardacas. Ainda esto longe de fazerem com que um corao humano inteiro bombeie,

no entanto, os resultados deste estudo podem ser usados para que futuramente seja

possvel substituir um pedao de tecido danificado por um ataque cardaco, ou at um

rgo inteiro, nos doentes que possuem uma doena cardaca (Lu et al., 2013).


11

2-Classificao das clulas estaminais

i. Origem

As clulas estaminais podem ser classificadas quanto sua origem em clulas

estaminais embrionrias ou clulas estaminais adultas.

As clulas estaminais embrionrias, so isoladas diretamente do embrio na fase

inicial do seu desenvolvimento, sendo retiradas da massa interna do blastocisto que se

forma entre o 4 e 6 dia do desenvolvimento embrionrio e possuem uma grande

capacidade de diferenciao. Podem dar origem a qualquer clula do corpo humano,

sendo consideradas pluripotentes, com a exceo dos tecidos extraembrionrios

(Cabeleira et al., 2010). As suas caractersticas permitem que mesmo aps estarem um

tempo indefinido in vitro podem dar origem a descendncia (Fozard et al., 2011). As

clulas estaminais embrionrias pluripotentes normalmente so isoladas do epiblasto

(tecido derivado do boto embrionrio que futuramente se diferencia para formar as trs

camadas germinais do embrio de onde derivam todos os tecidos e rgos), antes da sua

implantao no tero, no entanto, tambm podem ser isoladas aps a implantao do

blastocisto designando-se de clulas estaminais do epiblasto (EpiSC). As EpiSC no

contribuem para a formao de um embrio, no entanto, so capazes de se

diferenciarem em vrios tipos celulares (Bragana, Tavares e Belo, 2010).

As questes ticas e morais surgem como um dos grandes problemas

relativamente ao uso clnico destas clulas (Correia e Bragana, 2010), com a exceo

da recolha destas a partir de embries e fetos abortados espontaneamente (Serro, 2004).

As clulas estaminais embrionrias possuem uma maior capacidade de diferenciao e

plasticidade que as clulas estaminais adultas e identificam-se e isolam-se mais

facilmente pois existem em maior nmero (Correia e Bragana, 2010).

As clulas estaminais adultas so clulas que se encontram presentes nos rgos

e tecidos fetais e adultos, tendo assim vrias provenincias desde o sangue do cordo

umbilical, placenta, tecido adiposo, medula ssea, sangue perifrico e tecidos maduros.


12

Estas clulas so isoladas depois do nascimento e tm como principal funo a

reparao e manuteno dos tecidos e rgos sempre que necessrio (Correia e

Bragana, 2010), so tambm consideradas multipotentes (Bragana, Tavares e Belo,

2010). O seu potencial de diferenciao menor que o das clulas estaminais

embrionrias. Aps a sua diferenciao e atravs de um estado transitrio, ocorre a

formao de uma clula percursora ou progenitora que futuramente dar origem clula

especializada (Correia e Bragana, 2010).

As clulas estaminais adultas encontram-se em estado de repouso por longos

perodos de tempo, mas so ativadas quando estimuladas por hormonas e/ou fatores de

crescimento ou por leses tecidulares (Cruz et al., 2009).

A identificao das clulas estaminais adultas feita de acordo com trs critrios,

os bioqumicos, os histolgicos e os morfolgicos. Em relao ao isolamento e

identificao das clulas estaminais adultas, visto que estas clulas existem em

pequenos nichos celulares no nosso organismo, muitas vezes em pequenas quantidades

e j que algumas so morfologicamente idnticas s clulas adultas especializadas,

torna-se complicado fazer o seu isolamento e identificao. No entanto, elas possuem

protenas e fatores de transcrio especficos (ex: recetores membranares), logo,

utilizam-se essencialmente estes fatores na sua marcao citolgica (Correia e Bragana,

2010).

Quanto s questes ticas e morais, estas clulas levantam menos problemas que

as clulas estaminais embrionrias, visto serem retiradas aps o nascimento e no em

tecidos fetais. So menos propensas formao de tumores, por possurem uma menor

plasticidade e capacidade de proliferao, sendo que o facto de j estarem programadas

para originar clulas diferenciadas tambm se torna numa vantagem. Por outro lado

apresentam tambm algumas desvantagens: menor capacidade de proliferao, podem

conter um maior nmero de erros genticos devido a possveis exposies a agentes

mutagnicos ou erros durante a replicao e so de difcil identificao e isolamento

(Correia e Bragana, 2010). As clulas estaminais adultas podem ser reprogramadas

para voltarem a ser pluripotentes pela transferncia de um ncleo adulto para um

citoplasma de um ocito ou pela fuso com uma clula pluripotente (Watt, Ryan e


13

Driskell, 2010).

ii. Potencialidade

As clulas estaminais podem ser classificadas quanto sua potencialidade em

clulas estaminais totipotentes, pluripotentes ou multipotentes, tal como se pode

observar na figura (1).

Figura 1 - Diferentes origens das clulas estaminais (Watt e Driskell, 2010).

Clulas estaminais totipotentes - so clulas que possuem a mxima capacidade

de diferenciao, isto , so clulas capazes de se dividir e produzir todas as clulas do

organismo, estas clulas so as clulas do embrio recm-formado (Souza et al., 2003).

O ovo fertilizado a clula estaminal com maior potencial de diferenciao (Beb Vida,

2010) bem como os blastmeros que so as clulas que constituem a mrula, sendo

tambm estas duas as nicas clulas totipotentes (Bragana, Tavares e Belo, 2010).

Clulas estaminais pluripotentes - tm a capacidade de se diferenciar em clulas

que derivam das diferentes camadas embrionrias que so a mesoderme, (que origina os

msculos, ossos, sangue e sistema urogenital), endoderme (que origina o trato

gastrointestinal e os pulmes) e ectoderme (que origina os tecidos epidermais e sistema

nervoso), estas camadas germinativas provm do boto embrionrio (Bragana, Tavares

e Belo, 2010).


14

Estas clulas contm clulas estaminais embrionrias e podem dar origem a

qualquer tipo de clula fetal ou adulta, mas no podem por si prprias desenvolver-se

num organismo fetal ou adulto porque no possuem a capacidade de criar tecido

extraembrionrio, como a placenta. Nos casos em que o tecido constitudo por uma

nica linhagem diferenciada, as clulas estaminais que mantm essa linhagem so

designadas de unipotentes (Watt e Driskell, 2010).

Clulas estaminais multipotentes - so clulas limitadas na sua capacidade de

diferenciao e so designadas de acordo com o rgo do qual provm, originando

exclusivamente as clulas daquele rgo. So clulas que esto presentes no indivduo

adulto (Souza et al., 2003).


15

3-Fontes de clulas estaminais

O sangue do cordo umbilical (SCU) representa uma das principais fontes de

clulas estaminais embrionrias pois as clulas estaminais adultas que a residem esto

em menor nmero, logo, torna-se numa fonte muito promissora de clulas na rea da

medicina regenerativa, nos transplantes hematopoiticos e para o tratamento de diversas

doenas de origem hemato-oncolgica. O sangue do cordo umbilical rico nos

seguintes tipos de clulas (Cabeleira et al., 2010):

clulas estaminais hematopoiticas;

clulas progenitoras endoteliais;

clulas estaminais mesenquimais;

clulas USSC (Unrescrited Somatic Stem Cell ou Clulas Estaminais Somticas

No Restritas);

clulas estaminais embrionic-like (Cabeleira et al., 2010).

As clulas estaminais hematopoiticas so as que do origem s vrias clulas da

linhagem sangunea que por sua vez se dividem na linhagem linfoide, responsvel pela

formao das clulas do sistema imunitrio (linfcitos T, linfcitos B e linfcitos NK

(Natural Killer)), e a linhagem mieloide que origina as clulas do sistema sanguneo

(moncitos, macrfagos, neutrfilos, basfilos, eosinfilos, eritrcitos, megacaricitos,

plaquetas e clulas dendrticas) (Bragana, Tavares e Belo, 2010). As clulas estaminais

hematopoiticas so muito utilizadas nas transfuses sanguneas em pacientes com

doenas hematolgicas malignas, onde os resultados tm sido muito positivos

(Cabeleira et al., 2010).

Torna-se ento numa grande vantagem o uso das clulas estaminais

hematopoiticas para os tratamentos da talassemia e leucemia (Lim et al., 2013). As

principais fontes destas clulas so a medula ssea, sangue perifrico e o cordo

umbilical (Lim et al., 2013). No entanto, estas principais fontes possuem um uso

limitado em quantidade, bem como outros problemas associados como o nmero

limitado de dadores, imunorreaces, contaminao viral, escassez de dadores

compatveis com o HLA (Antignio Leucocitrio Humano) e efeitos adversos de


16

excerto versus hospedeiro, limitando assim o seu uso, logo, torna-se necessrio a

obteno de clulas estaminais hematopoiticas por outras fontes tal como a induo de

clulas estaminais pluripotentes (Lim et al., 2013).

As clulas progenitoras endoteliais so as que originam as clulas endoteliais

que constituem os vasos sanguneos (Cabeleira et al., 2010).

As clulas estaminais mesenquimais diferenciam-se em vrias linhagens tal

como as clulas sseas, cartilagem, clulas musculares e clulas do tecido adiposo.

Alguns estudos sugerem a possibilidade de se diferenciarem tambm em clulas neurais


As USSC so consideradas clulas estaminais mesenquimais primitivas, uma

vez que tambm se podem diferenciar em clulas do tecido adiposo, clulas neurais,

clulas sseas, cartilagem e ainda em clulas sanguneas e do msculo cardaco


As clulas estaminais embrionic-like do origem a clulas caractersticas das trs

linhas germinativas como a ectoderme (clulas neurais), mesoderme (clulas

sanguneas) e endoderme (clulas hepticas) (Cabeleira et al., 2010).

O primeiro transplante de clulas estaminais do SCU foi em 1988 em Paris numa

criana com anemia de Fanconi onde foi utilizada uma amostra de clulas estaminais

compatvel com a criana proveniente de um irmo, a amostra foi criopreservada e

depois transplantada na criana com sucesso. Este procedimento veio aumentar o

interesse nas clulas estaminais retiradas do sangue do cordo umbilical pois contm

clulas em quantidades suficientes para uma futura reconstituio hematopoitica e

imunolgica do doente. O sangue do cordo umbilical hoje considerado uma fonte

vantajosa em alternativa ao transplante de medula ssea (Cabeleira et al., 2010).

J em Portugal, o primeiro transplante com SCU foi realizado em 1994 no IPO

(Instituto Portugus de Oncologia) de Lisboa, para o tratamento de uma criana com

leucemia mieloide crnica (Crioestaminal, 2013). A figura 2 mostra as clulas do cordo


17

umbilical.

Figura 2 - Cordo umbilical, clulas mesenquimais e clulas hematopoiticas (The

Stem Cell Source, 2012)

Tambm podem ser obtidas clulas no tecido do cordo umbilical (TCU), que se

encontra entre a pele e os vasos sanguneos, e que rico em clulas estaminais

mesenquimais com propriedades diferentes das clulas do sangue do cordo umbilical

(Crioestaminal, 2013). A principal diferena entre as clulas mesenquimais do cordo

umbilical, relativamente s clulas mesenquimais dos tecidos adultos, o facto das

clulas mesenquimais do cordo umbilical no possurem um Complexo Maior de

Histocompatibilidade completo, visto que os genes do subgrupo II e um gene do

subgrupo I esto ausentes. Isto importante quanto compatibilidade entre o dador e o

recetor para transplantes alognicos, pois a probabilidade de ocorrer uma rejeio do

transplante por parte do recetor muito baixa mesmo no havendo uma

histocompatibilidade completa entre ele e o dador (Bragana, Tavares e Belo, 2010).

O TCU considerado a melhor fonte de obteno das clulas mesenquimais pois

a encontram-se em grande quantidade incluindo o seu grau de imaturidade (Cardoso et

al., 2012).

As clulas mesenquimais tm a capacidade de se autorrenovarem e

diferenciarem em vrias linhagens, incluindo o tendo, a cartilagem, o msculo, o

estroma da medula, o osso e o tecido adiposo. Elas so capazes de modelar a resposta


18

imunolgica e podem ser utilizadas em simultneo nos transplantes alognicos de

clulas estaminais hematopoiticas, com o objetivo de reduzirem as complicaes

imunolgicas associadas a este tipo de transplantes, o que aumenta a probabilidade de

sucesso dos mesmos (Cardoso et al., 2012). Outros locais onde podem ser retiradas as

clulas mesenquimais so: medula ssea, msculo, osso trabecular, derme, tecido

adiposo, peristeo, pericito, sangue e membrana sinovial (Tuan, Boland e Tuli, 2003).

As principais fontes de clulas estaminais adultas so a medula ssea, a polpa

dentria, o sangue perifrico, o crebro, a espinal medula, os vasos sanguneos, os

msculos esquelticos, o epitlio da pele e do sistema digestivo, a crnea, a retina, o

fgado e o pncreas, entre outros (Cabeleira et al., 2010). As clulas estaminais adultas

mais estudadas e utilizadas so as clulas estaminais hematopoiticas, mesenquimais,

neurais e epiteliais.

Visto que a cada tipo de tecido corresponde um tipo de clula estaminal adulta e

apesar de muitas j estarem identificadas, futuramente muitas outras iro ser descobertas

. A figura 3 ilustra um breve resumo das fontes de clulas estaminais e adultas.

Figura 3 - Fontes de clulas estaminais e adultas (Bragana, Tavares e Belo, 2010).


19

4- Diferenciao das clulas estaminais

As clulas estaminais embrionrias formam-se ao longo da embriognese. Este

processo inicia-se com a formao do zigoto que aps algumas divises celulares da

mrula, torna-se no blastocisto (esfera oca composta por um conjunto de clulas

externas trofoblasto - que formam uma cavidade blastoclio), que apresenta um

conjunto de clulas designadas de boto embrionrio. Aps a formao do blastocisto,

as clulas comeam a perder a potencialidade inicial de se especializarem em qualquer

clula do organismo. O trofoblasto s d origem aos tecidos extra-embrionrios, j o

boto embrionrio d origem ao epiblasto que o percursor do embrio, de onde

surgem as trs camadas embrionrias que so a mesoderme, ectoderme e endoderme

(Bragana, Tavares e Belo, 2010).

Aps o nascimento, as clulas isoladas passam, tal como referido anteriormente,

a designar-se por clulas estaminais adultas. Elas podem dividir-se por dois tipos de

diviso celular: a diviso celular simtrica e a diviso celular assimtrica (Correia e

Bragana, 2010).

Pela diviso celular simtrica so originadas duas clulas filhas com as mesmas

propriedades da clula me. Elas sofrem vrios ciclos de diviso celular at receberem

estmulos pelo microambiente onde esto inseridas para se diferenciarem nas clulas

necessrias ao organismo naquele momento. As clulas filhas deixam de se dividir

simetricamente e passam ento a dividir-se assimetricamente o que leva formao de

clulas mais especializadas. Pensa-se que este fenmeno de passagem de uma diviso

celular simtrica para uma diviso celular assimtrica acontece pela segregao

diferencial das protenas membranares entre as clulas filhas (Correia e Bragana, 2010).

i. Diferenciao das clulas estaminais hematopoiticas

A diferenciao celular o processo que leva expresso fenotpica das

caractersticas pertencentes a uma clula madura in vivo, a partir de uma clula

indiferenciada. Aps a diferenciao, a capacidade de diviso celular diminui (Cruz et

al., 2009).


20

As clulas estaminais hematopoiticas tm grande importncia pois daro

origem s duas principais linhagens hematopoiticas (linhagem linfoide e linhagem

mieloide). Estas clulas encontram-se em fase de repouso na medula ssea e na

superfcie trabecular do osso onde esto em constante movimento, por exemplo, passam

do seu compartimento no fmur para o seu compartimento na tbia, o que permite que

elas se mantenham em vrios locais do corpo. O fgado e o bao tambm contm estas

clulas no entanto, em condies normais que levam hematopoiese, s ocorre uma

diferenciao limitada das clulas hematopoiticas. A ocorrncia de estmulos para

induzir a hematopoiese, que no se limita s ao sistema hematopoitico, pode aumentar

a formao de clulas sanguneas, indicando que estes rgos so capazes de ativar

nichos facultativos que ajudam a manuteno das clulas estaminais hematopoiticas e a

hematopoiese durante muito tempo. Por exemplo, uma leso na pele pode levar

formao de novos folculos capilares e depois preenchidos por clulas estaminais


Sob estmulos especficos como as leses do tecido, as clulas estaminais

hematopoiticas passam do estado de repouso para o estado ativo na medula ssea pois

controlado por uma rede complexa de fatores de crescimento e de citocinas,

procedendo sua especializao. Existem sinais de que estas clulas podem participar

na regenerao dos tecidos perifricos (foram localizadas noutros rgos como na pele,

no msculo, nos pulmes, no bao, no fgado, nos tecidos do sistema nervoso e

gastrointestinal), estimulando assim o sistema imunolgico, quer por fuso celular

adquirindo depois propriedades das clulas com as quais se fundem, quer por

transdiferenciao (Bragana, Tavares e Belo, 2010) (processo em que uma clula j

diferenciada induzida a transformar-se num outro tipo de clula) (Mezey et al., 2003)

em clulas envolvidas na reparao dos tecidos danificados, embora este ltimo

mecanismo no esteja totalmente comprovado (Bragana, Tavares e Belo, 2010).


21

ii. Diferenciao das clulas estaminais mesenquimais

As clulas mesenquimais podem ser isoladas de diversas fontes como nos

tecidos conjuntivos da grande maioria dos rgos, sendo mais utilizadas para fins

teraputicos as que so retiradas da medula ssea e do sangue do cordo umbilical, que

apesar de serem morfologicamente semelhantes, so funcionalmente diferentes


Estas clulas podem ser facilmente obtidas em cultura e j foram demonstradas

as suas capacidades anti-inflamatrias e imunomodeladoras, estando por isso a serem

testadas para o tratamento de doenas inflamatrias autoimunes. Tm tambm um efeito

benfico sobre a regenerao de rgos pois promovem um ambiente adequado a esse

processo. Criando condies especficas no meio de cultura, elas podem transformar-se

em vrios tipos celulares como cardiomicitos, clulas neuronais, clulas pulmonares

entre outras. Esta propriedade confere-lhes um grande potencial para o tratamento de

diversas doenas, no entanto as suas propriedades de diferenciao in vivo ainda no

esto demonstradas, podendo tambm serem transplantadas de maneira autloga



22

5-Criopreservao

A criopreservao uma tcnica de conservao das clulas estaminais a

temperaturas muito baixas (-196C). Aps este procedimento, as clulas podem ser

utilizadas a qualquer momento e em qualquer lado sem que percam a sua viabilidade

(Crioestaminal, 2013).

Segundo um estudo realizado na Tailndia, aps a criopreservao de embries

humanos durante dezoito anos, a pluripotncia no foi afetada. Os embries mantiveram

a sua pluripotncia semelhante aos embries frescos mesmo aps todos aqueles anos

(Pruksananonda et al., 2012).

O principal motivo de rejeio das amostras a contaminao microbiolgica,

pois em doentes imunocomprometidos o transplante torna-se num risco, sendo o

momento de colheita o perodo mais crtico. Uma boa alternativa a profilaxia

antibitica aquando da realizao do transplante para a preveno de futuras

complicaes clnicas. Para minimizar o risco de contaminao das amostras de sangue

do cordo umbilical e tecido do cordo umbilical torna-se muito importante a

desinfeo do local da puno com iodopovidona e de seguida com lcool, aguardando

alguns segundos antes da realizao da puno para permitir a atuao dos desinfetantes.

Em alternativa a este processo existe um segundo processo de desinfeo cutnea que

passa pelo uso de uma soluo de base alcolica com 2% de cloroexidina. Acima de

tudo a recolha das clulas estaminais deve ser feita em condies asspticas e o

operador deve tambm contribuir para isso, atuando com cuidado e profissionalismo

(Cardoso et al., 2012).

i. Bancos de criopreservao

Em Portugal existem apenas 4 bancos privados de recolha de clulas estaminais

autorizados pela Autoridade para os Servios de Sangue e Transplantao, o que

significa que preenchem os requisitos da lei n12/2009 de 26 de Maro. So eles a

Crioestaminal, a Beb Vida, a Criovida e o Instituto Valenciano de Fertilidade (Cabo,


23

2012).

Existe tambm um banco pblico para a recolha de clulas estaminais em

Portugal, a LUSOCORD, que j esteve encerrado pois segundo Hlder Trindade, o

presidente do Instituto Portugus do Sangue e da Transplantao (IPST), o

encerramento deveu-se a motivos de irregularidades na recolha, transporte e

conservao das clulas estaminais, contudo estas irregularidades foram corrigidas

para permitir a sua reabertura (Veludo, 2012). A LUSOCORD foi reaberta para recolher

clulas estaminais por enquanto s no Hospital de S. Joo no Porto (Rosa, 2014).

A lei n12/2009 de 26 de Maro estabelece o regime jurdico da qualidade e

segurana relativa ddiva, colheita, anlise, processamento, preservao,

armazenamento, distribuio e aplicao de tecidos e clulas de origem humana (Lei

12/2009).

No geral, para permitir a recolha das clulas estaminais por um banco, procede-

se ao ato de inscrio, o consentimento informado, uma entrevista feita me e por fim

o envio do kit de colheita. Este processo acompanhado por uma equipa de psiclogos

para esclarecimento de todas as dvidas que possam surgir (Sequeiros e Neves, 2012).


24

6- Aplicaes teraputicas

As clulas estaminais mesenquimais possuem a capacidade de se transformar em

vrios tipos de clulas, e podem ser cultivadas e manipuladas in vitro com alguma

facilidade, esta caracterstica levou a que se gerasse um grande interesse na sua

utilizao como agentes teraputicos para o tratamento de muitas doenas. Elas podem

ser isoladas a partir da medula ssea, do tecido adiposo e do sangue do cordo umbilical,

e possuem a capacidade de autorrenovao e diferenciao em linhagens

mesenquimatosas osteocticas, condrocticas e adipognicas (Shah, 2012).

Alguns estudos demonstraram que as clulas mesenquimais migram do stio

onde esto alojadas, atravs do endotlio para os locais da leso, isquemia e

microambientes tumorais, no entanto, ainda no so completamente conhecidos os

mecanismos pelo qual isso acontece, porm esses estudos mostraram que esta migrao

depende dos diferentes pares de citocinas / recetores (Shah, 2012).

i. Terapia do cancro

Uma clula estaminal tumoral uma clula que est presente no tumor e que

possui como caractersticas principais a capacidade de autorrenovao e de formar

vrias linhagens de clulas cancergenas heterogneas que fazem parte do tumor. A

clula estaminal tumoral passa por uma diviso assimtrica para a formao de duas

clulas filhas idnticas ou ento forma uma clula filha e uma clula progenitora

diferenciada, provocando assim o aumento do tumor (Han et al., 2013). A transio

epitelial-mesenquimal um mecanismo que gera clulas estaminais tumorais com um

fentipo mais hostil e com a capacidade de gerar metstases (Alison, Lim e Nicholson,

2011).

Nos ltimos anos tm dado grande importncia s protenas de identificao das

clulas estaminais cancergenas pois estas regulam os seus vrios fentipos e, devido a

um grande conhecimento sobre essas protenas, a manipulao farmacolgica torna-se

num importante investimento no futuro (Lasorella, Benezra e Lavarone, 2014).


25

As clulas estaminais tumorais possuem como caractersticas principais:

autorrenovao - aps serem transplantadas, renovam-se indefinidamente;

diferenciao - capacidade de originar clulas filhas tumorais por diviso celular

simtrica, tambm geram grandes populaes de clulas no tumorais por

diviso celular assimtrica;

tumorigenicidade - quando transplantadas em animais, mesmo em pequenas

quantidades, estas clulas podem formar tumores, j as clulas estaminais

normais no conseguem;

marcadores de superfcie especficos podem ser diferenciadas das clulas

estaminais normais por conterem marcadores especficos como por exemplo o

CD133, CD24 e CD44 (Han et al., 2013).

As clulas estaminais tumorais e as clulas estaminais normais possuem

semelhanas em alguns aspetos tais como na capacidade de autorrenovao, capacidade

de originar descendncia especializada, expresso de marcadores de superfcie

especficos, oncogenes, utilizao das vias de sinalizao comuns, importncia dos seus

nichos e atividade tumoral. Foram realizados alguns ensaios in vitro para identificar as

clulas estaminais tumorais, como por exemplo: ensaio do corante de excluso Hoechst,

ensaio da deteo de marcadores de superfcie, entre outros (Han et al., 2013).

As clulas estaminais de cancro ou tumorais, isoladas a partir de leucemias

mieloides agudas, apresentam marcadores de superfcie distintos das restantes clulas

tumorais e encontram-se em pequenas quantidades nos pacientes afetados. Supe-se que

as clulas leucmicas estaminais resultam da transformao de clulas estaminais

hematopoiticas em clulas malignas. So resistentes quimioterapia e radioterapia, o

que explica a recorrncia do cancro bem como a formao das suas metstases

(Bragana, Tavares e Belo, 2010), por isso se diz que um paciente com cancro, mesmo

aps uma resposta positiva ao tratamento, no dever ser considerado completamente

curado (Clevers, 2011).

A radioterapia e a quimioterapia ajudam a diminuir os tumores pois matam as

clulas tumorais ativas, no entanto, no eliminam as clulas estaminais tumorais em


26

repouso (Han et al., 2013). Estas clulas mantm-se nos locais metastticos at serem

ativadas pelos sinais enviados pelo microambiente onde esto inseridas (Cruz et al.,

2009). Elas podem tambm ir para locais distantes e serem ento responsveis pelas

metstases e recidivas que podem aparecer anos aps o tratamento do primeiro cancro

(Clevers, 2011). Estes tratamentos levam toxicidade sistmica ou local, tornando-se

ento necessrio a criao de novos tratamentos que visam eliminar as clulas

estaminais tumorais e no as clulas normais, aumentando assim a taxa de

sobrevivncia e o tempo de vida do paciente (Han et al., 2013).

Foram tambm identificadas outras clulas estaminais de cancro em tumores

slidos, como por exemplo no cancro da mama. Supe-se ento que a grande parte das

clulas num tumor teriam um potencial de proliferao limitado mas apesar da

populao de clulas estaminais de cancro ser pequena, estas possuem capacidade de

autorrenovao e de proliferao (Bragana, Tavares e Belo, 2010). As clulas

estaminais de cancro so responsveis pela iniciao e desenvolvimento do tumor,

metstases e resistncia teraputica (Han et al., 2013). Assim sendo, o cancro uma

doena que envolve a desregulao da autorrenovao das clulas estaminais normais

por mutaes oncognicas e outros defeitos genticos e epigenticos (Bragana, Tavares

e Belo, 2010), desregulao da proliferao da apoptose e falha dos mecanismos

reguladores da diferenciao celular. Existe uma relao inversa entre a capacidade de

diferenciao e o grau de malignidade, o que torna vlida a ideia da aplicao de

medidas teraputicas que levam as clulas tumorais a diferenciarem-se (Cruz et al.,

2009).

O que se tem feito procurar identificar os marcadores de superfcie celular

especficos das clulas estaminais de cancro, de modo a permitir o seu isolamento e

expanso em cultura. Assim, torna-se possvel um estudo aprofundado das diferenas

das vias de sinalizao entre as clulas estaminais tumorais e normais, levando

formulao de frmacos que tm como alvo a destruio seletiva das clulas tumorais

sem afetar as normais, esta situao representa um avano importante para terapias

anticancergenas adaptadas s necessidades especficas de cada paciente (Bragana,

Tavares e Belo, 2010).


27

As clulas estaminais mesenquimais possuem um futuro promissor como

agentes anticancergenos pois possuem propriedades migratrias, o que lhes permite

serem usadas como veculos de distribuio de frmacos no tratamento de tumores

isolados ou de metstases nos diferentes tipos de cancro. Nos ltimos anos tm vindo a

ser detetados precocemente alguns tipos de cancro, o que, combinado com o

desenvolvimento de alguns frmacos especficos para o tratamento, aumentou a taxa de

sobrevivncia dos doentes. No entanto, o curto tempo de semivida de alguns frmacos e

a sua distribuio limitada em alguns tipos de tumor juntamente com os seus efeitos

txicos sobre as clulas no tumorais, impedem a cura (Shah, 2012).

Quanto ao transplante de clulas estaminais hematopoticas, existem duas

aplicaes das clulas estaminais mesenquimais. A primeira refere-se a uma melhoria do

enxerto com clulas estaminais e a acelerao da reconstituio hematopotica com

base na capacidade de suporte da hematopoiese. A segunda refere-se ao tratamento da

doena enxerto-versus-hospedeiro, tendo como base a capacidade imunomoduladora

destas clulas (Ozawa et al., 2008), pois elas atravs da secreo de fatores solveis

(como por exemplo fatores de crescimento, prostaglandinas e atravs de interaes

diretas do sistema imunolgico), elas vo suprimir a atividade das clulas T citotxicas,

das clulas B e das clulas NK (Natural Killers), obtendo por isso propriedades

imunomoduladoras e anti-inflamatrias (Bragana, Tavares e Belo, 2010). Quanto

capacidade imunossupressora, o xido ntrico est envolvido na supresso mediada

pelas clulas estaminais mesenquimais na proliferao de clulas T. As clulas

estaminais mesenquimais podem ser utilizadas para combater tumores metastticos e

para distribuir molculas anti-tumorais no local alvo. Por fim, podem tambm servir

como veculo celular na terapia gnica (Ozawa et al., 2008).

As clulas estaminais mesenquimais no modificadas tm demonstrado efeitos

anti-tumorais in vitro e nos diferentes modelos de ratos com cancro. Isto deve-se aos

fatores libertados por elas que por sua vez possuem propriedades anti-tumorais,

reduzindo assim a proliferao do glioma, melanoma, cancro do pulmo, hepatoma, e

clulas do cancro da mama (Shah, 2012).

As interleucinas, (citocinas que regulam as respostas inflamatrias e imunitrias),


28

possuem efeitos anti-tumorais atravs de efeitos tumoricidas diretos ou atravs da

modulao positiva do sistema imunitrio (Shah, 2012). Foram utilizadas de forma

eficiente para serem distribudas pelas clulas estaminais com a finalidade de vigiar o

sistema imunitrio anti-cancro (Shah, 2013) pela ativao de linfcitos citotxicos e dos

linfcitos NK (Shah, 2012).

Os linfcitos NK so uma fonte promissora de linfcitos para a imunoterapia

antitumoral, eles fazem parte do sistema imunitrio inato e possuem uma grande

atividade antitumoral sem necessidade de correspondncia ao HLA (Antignio

Leucocitrio Humano) e sem exposio prvia ao antignio. As clulas NK produzidas a

partir de clulas estaminais pluripotentes podem proporcionar uma fonte ilimitada de

linfcitos. Utilizou-se um sistema de cultura em duas fases para produzir as clulas NK

a partir de clulas estaminais embrionrias e de iPSCs (clulas estaminais pluripotentes

induzidas) na ausncia de separao de clulas e sem necessidade de clulas

xenognicas do estroma. Estes mtodos podem ser usados para produzir linhas celulares

com clulas NK funcionais em quantidades suficientes para tratar um paciente (Knorr et

al., 2013).

As clulas estaminais mesenquimais tambm so utilizadas na distribuio do

interfero (IFN-) para inibir o crescimento do tumor e tem realmente demonstrado

ter efeitos anti-proliferativos e pr-apoptticos. No entanto, a sua eficcia teraputica in

vivo tem sido limitada devido toxicidade associada pela administrao sistmica (Shah,

2012). As clulas estaminais mesenquimais provenientes da medula ssea que segregam

IFN- obtiveram bons resultados na diminuio de tumores como o melanoma, cancro

da mama e metstases pulmonares (Shah, 2013).

Existem mecanismos de ativao de pr-frmacos que converte os pr-frmacos

no txicos em antimetabolitos txicos, estes mecanismos esto direcionados para a

morte seletiva das clulas tumorais. A ativao de pr-frmacos que no so txicos

para as clulas estaminais mesenquimais, so as apropriadas para eliminar o tumor e

para o uso como "bombas" farmacolgicas (Shah, 2012).

Os vrus oncolticos so vrus naturais ou geneticamente modificados que aps


29

infetarem o hospedeiro, replicam-se seletivamente, levando as clulas tumorais morte

mas preservando as clulas normais (Shah, 2012). As terapias para o cancro utilizando

os vrus oncolticos, baseiam-se na utilizao de vrus seletivos para o tumor com

capacidade replicativa, mas com uma toxicidade limitada (Shobana, Samal e

Elankumaran, 2013). A administrao sistmica de vrus oncolticos muitas vezes

ineficaz em parte devido sua eliminao pelos mecanismos de defesa do organismo,

da a necessidade de utilizar as clulas estaminais mesenquimais como clulas

hospedeiras para a replicao, transporte e libertao no local a qual se destina, de modo

a proteger o vrus das defesas do organismo e direcion-los para os tumores (Shah,

2012).

A angiognese tumoral um meio do tumor crescer e obter as suas necessidades

energticas por meio de uma rede de vasos sanguneos. A destruio dessa rede

importante para limitar o crescimento do tumor (Weis e Cheresh, 2011). As clulas

estaminais mesenquimais tm sido utilizadas para distribuir molculas anti-

angiognicas, que por si s levam normalizao vascular aumentando assim a resposta

imune anti-tumoral e a expresso de agentes anti-angiognicos (Shah, 2012).

Existe uma nova abordagem para a eliminao de clulas tumorais que a

distribuio de protenas pr-apoptticas atravs de clulas estaminais. Temos o

exemplo do TRAIL (tumor necrosis factor-related apoptosis induced ligand) (Shah,

2012), que um membro endgeno pertencente famlia do ligando TNF (tumor

necrosis factor)). Esta molcula liga-se ao seu domnio de morte que contm os

receptores DR4 e DR5 (death receptors) (Shah, 2013), induzindo a apoptose atravs da

ativao de caspases, preferencialmente nas clulas cancergenas, no afetando a

maioria dos outros tipos de clulas. Atravs de um estudo usando clulas malignas do

glioma humano, foi demonstrado que a juno das clulas estaminais mesenquimais

com o S-TRAIL (secretable tumor necrosis factor-related apoptosis induced ligand) que

uma protena recombinante, migrou em grande escala para os tumores no crebro e

possui grandes efeitos anti-tumorais in vivo. Isto demonstra a eficcia teraputica de S-

TRAIL e o potencial das clulas estaminais mesenquimais para serem utilizadas como

veculos de distribuio tendo como alvo as clulas estaminais do glioblastoma (Shah,

2012).


30

Quanto aos antagonistas dos fatores de crescimento, existe um nmero limitado

que podem ser expressos nas clulas estaminais e libertados no meio extracelular. No

entanto, aps programar as clulas estaminais mesenquimais para expressarem

determinados antagonistas dos fatores de crescimento tumoral, foi demonstrado um

efeito anti-metastsico devido inibio da angiognese e linfoangiognese nos tecidos

tumorais (Shah, 2012).

Estes tratamentos podem no ser completamente eficazes, mas uma boa

alternativa ser abranger vrios alvos teraputicos distintos de modo a erradicar

completamente os diferentes tipos de tumor (Shah, 2012).

Nos ltimos anos, os novos sistemas teraputicos tm captado a ateno dos

investigadores e as clulas estaminais mesenquimais tm sido vistas com grande

potencial para serem utilizadas como um veculo de entrega para a terapia gentica do

cancro (Hu et al., 2010), pois possuem como principais vantagens o facto de serem

fceis de isolar e expandir, possuem uma boa capacidade de escape ao sistema

imunitrio, tm um grande tropismo para os tumores e suas metstases seguindo a via

sistmica e podem aguentar a amplificao dos vrus oncolticos (Dwyer e Kerin, 2010).

A tecnologia do encapsulamento de clulas refere-se introduo das clulas no

interior de membranas semipermeveis e biocompatveis. A vantagem desta

encapsulao que permite a distribuio de molculas durante um longo perodo de

tempo pois as clulas libertam as molculas de forma contnua, dando origem a boas

concentraes fisiolgicas quando comparado com a encapsulao de protenas (Shah,

2013).

O encapsulamento das clulas estaminais mesenquimais um bom mtodo para

a distribuio localizada de frmacos. Foram utilizados hidrogis biodegradveis e

matrizes extracelulares sintticas devido sua capacidade em fornecer um ambiente

fisiolgico, o que promove a sobrevivncia celular e previne a resposta imune,

permitindo uma fcil transplantao in vivo e reteno celular. Existem vrios

biomateriais que podem ser utilizados para a encapsulao, tais como o alginato,

agarose (Shah, 2012), cido hialurnico entre outros polmeros. A encapsulao de


31

clulas estaminais terapeuticamente modificadas em hidrogis proporciona uma barreira

fsica para proteger as clulas das agresses externas melhorando a eficcia da

teraputica das clulas transplantadas nos diferentes tipos de cancro (Shah, 2013).

As terapias baseadas nas clulas estaminais mesenquimais necessitam de ser

monitorizadas de modo a aumentar a eficcia da teraputica (Shah, 2012).

ii. Terapia cardiovascular

Na terapia cardiovascular, as clulas estaminais tm tido um grande interesse

teraputico pela sua grande capacidade de diferenciao em clulas especficas (Lopes

et al., 2013). O msculo cardaco possui uma capacidade de regenerao limitada, por

isso tm sido estudadas tcnicas recorrendo a clulas estaminais adultas retiradas do

prprio paciente como por exemplo da medula ssea ou do tecido adiposo (Cabeleira et

al., 2010).

As clulas estaminais mesenquimais podem ser obtidas de diversas fontes e

possuem como caractersticas uma boa disponibilidade, viabilidade, plasticidade, sendo

capazes de expressar fentipos similares aos cardiomicitos, em meios mais especficos

de diferenciao (Carvalho et al., 2012).

Foi realizado um estudo que comparou trs protocolos distintos de induo da

diferenciao das clulas estaminais mesenquimais com o objetivo de escolher um

mtodo vivel para a diferenciao do maior nmero de clulas funcionais que

expressem o fentipo cardiomiognico. Nos trs protolocos utilizados observou-se a

formao da protena alfa-actinina sarcomrica no citoesqueleto celular, a expresso do

marcador de superfcie conexina 43 na membrana nuclear e citoplasmtica e formao

das junes de gap, necessrias para a propagao do impulso eltrico no miocrdio, no

entanto, em nenhum protocolo foi observada a contrao espontnea das clulas

submetidas diferenciao cardiognica (Carvalho et al., 2012).

As clulas estaminais mesenquimais so consideradas clulas promissoras


32

devido s suas caractersticas intrnsecas. Possuem um potencial imunomodulador, com

ao anti-inflamatria e antiapopttica, o que fundamental para tratar os mecanismos

patolgicos envolvidos nas doenas que afetam o sistema cardiovascular e possuem

tambm um potencial de transdiferenciao em cardiomicitos (Lopes et al., 2013).

Um estudo feito por Dai e colaboradores (2007), mostrou num modelo de rato

que a injeo de um meio contendo fatores celulares produzidos por clulas estaminais

mesenquimais, levava regenerao do miocrdio numa situao ps-enfarte, embora

houvesse uma regenerao menos marcada do que quando acompanhada pela injeo

das prprias clulas mesenquimais. Aps um enfarte do miocrdio, torna-se complicado

para as clulas estaminais mesenquimais sobreviverem no ambiente que l existe, o que

leva morte precoce de muitas das que l so aplicadas. No entanto, alguns estudos

mostraram que o pr-condicionamento isqumico das clulas pode ajudar a melhorar

esta situao, melhorando assim o tratamento (Lopes et al., 2013).

Os vrios estudos realizados sugerem que a terapia celular apresenta bons nveis

de segurana e viabilidade. Ensaios, como por exemplo o ADVANCE, comparam as

diferentes doses de clulas estaminais mesenquimais da linhagem adiposa com o efeito

placebo. Tambm existem ensaios que focam o pr-tratamento das clulas injetadas pelo

pr-condicionamento isqumico ou por diferentes meios de cultura. Noutros estudos, os

doentes com cardiopatia isqumica crnica foram submetidos a uma injeo

intramiocrdica de clulas estaminais mesenquimais pr-tratadas com melatonina, pois

h dados que demonstram que o pr-tratamento com este composto aumenta a

sobrevivncia, a atividade parcrina e a eficcia teraputica das clulas estaminais

mesenquimais em modelos realizados com ratos (Lopes et al., 2013).

A modificao gentica das clulas estaminais mesenquimais tambm possui um

grande potencial no sentido de as fazer sobre expressar determinados fatores que

aumentam a sua migrao para o rgo de origem, diferenciao na linhagem cardaca

ou eficcia dos efeitos parcrinos, mas fundamental garantir a segurana da tcnica,

pois a introduo de alteraes genticas pode levar acumulao futura de erros no

cdigo gentico. No entanto resultados de vrios estudos j realizados e outros ainda em

realizao, demonstram que a terapia celular apresenta nveis de segurana e viabilidade

fiveis (Lopes et al., 2013).


33

A medula ssea a fonte mais procurada para a obteno de clulas estaminais

para a reparao miocrdica, esta contm clulas estaminais hematopoiticas, clulas

progenitoras adultas multipotenciais e clulas estaminais mesenquimais. O

procedimento passa pela anestesia, depois procede-se aspirao da medula ssea, as

clulas retiradas so isoladas nas sub-populaes desejadas e de seguida so

administradas no corao sem haver uma expanso ex-vivo. As expanses so feitas

quando algumas sub-populaes de clulas demonstram serem mais vantajosas em

relao a outras (Gonalves, 2008). As clulas estaminais do SCU tambm so uma boa

fonte neste contexto, pois possuem potencial cardiomiognico, tal como o demonstrado

em modelos animais, em que estas clulas contribuem para a angiognese, melhorando

ento a funo cardaca (Cabeleira et al., 2010).

A aplicao das clulas estaminais do cordo umbilical pode ser feita atravs da

infuso direta no miocrdio, na circulao sangunea ou nas coronrias. Ocorre uma

migrao seletiva das clulas estaminais para o tecido danificado, observando-se um

aumento da densidade de capilares no local, diminuio da rea do enfarte e melhoria da

funo cardaca, at na ausncia de miognese. Existem algumas hipteses acerca dos

mecanismos de regenerao cardaca:

produo de fatores de crescimento angiognicos, devido hipxia tecidular,

observando-se in vivo e in vitro a formao de novos vasos sanguneos, bem

como a migrao de clulas estaminais endgenas do corao, sendo este

considerado o mecanismo principal;

as clulas estaminais do SCU diferenciam-se em cardiomicitos, o que no seria

suficiente para a recuperao da funo cardaca;

por ltimo, a capacidade de modelao da inflamao que se obtm pelo

controlo da expresso de molculas que pertencem cadeia da resposta

inflamatria (Cabeleira et al., 2010).

Estudos efetuados em animais, verificaram que as clulas estaminais do SCU

contribuem para a regresso dos efeitos de isqumia dos membros. Em pacientes com a

doena de Buerger, os resultados sugeriram uma melhoria significativa da circulao

sangunea perifrica e da cicatrizao de leses do epitlio (Cabeleira et al., 2010).


34

As clulas progenitoras que se encontram na circulao sangunea perifrica

tambm podem ser utilizadas na reparao do miocrdio ou na terapia angiognica da

doena vascular perifrica. H um isolamento das clulas a partir das clulas

mononucleares sanguneas, que so depois cultivadas ex-vivo num meio de cultura

especfico para as clulas endoteliais e por fim alguns dias depois so injetadas no

corao (Gonalves, 2008).

Para alm das clulas estaminais do SCU existem clulas que podero ser boas

alternativas, como por exemplo as clulas estaminais pluripotenciais derivadas do tecido

adiposo, pequenas subpopulaes de clulas pluripotenciais da medula ssea e do

msculo-esqueltico, clulas estaminais somticas e clulas progenitoras que residem

no corao (Gonalves, 2008).

Segundo Nascimento e colaboradores (2014), as clulas estaminais

mesenquimais derivadas do tecido do cordo umbilical humano preservam a funo

cardaca aps um transplante intramiocrdico como demonstrado num estudo realizado

em murinos com enfarte do miocrdio. Os efeitos cardioprotetores destas clulas foram

atribudos a mecanismos parcrinos que aumentam a angiognese, limitam a amplitude

da apoptose, aumentam a proliferao e ativam um conjunto de clulas cardacas

progenitoras adultas que residem no corao do murino. Com estes resultados, as

clulas estaminais mesenquimais derivadas do tecido do cordo umbilical humano

devem ento ser consideradas como uma boa alternativa para a criao de novas

abordagens teraputicas no tratamento do enfarte do miocrdio (Nascimento et al.,

2014).

iii. Terapia neural

A ideia de que o crebro no possui capacidade para se regenerar alterou-se nos

ltimos anos com a descoberta de nichos de clulas estaminais neurais com a

capacidade de gerar novos neurnios no crebro. Recorrendo a clulas estaminais,

tornou-se ento possvel pensar em novas estratgias neuroprotetoras, que podem


35

prevenir a morte neuronal resultante da agresso ao crebro, bem como o

desenvolvimento de tcnicas reparadoras do tecido nervoso que foi previamente afetado

(Malva e Bernardino, 2010).

Segundo Malva e Bernardino (2010), no sistema nervoso existem as clulas

estaminais neurais e as clulas progenitoras com proliferao contnua em nichos

especficos, o que permite a produo das clulas do sistema nervoso que

posteriormente se iro colocar nos respetivos circuitos neurais para realizarem a sua

funo. ento de grande importncia entender o desenvolvimento, diferenciao e

migrao das clulas imaturas, obtendo assim um processo de substituio de neurnios

mortos pelas novas clulas e a sua integrao funcional no crebro (Malva e Bernardino,

2010).

Existem dados que demonstram que as clulas ependimrias so clulas

estaminais neurais, do origem a clulas com rpida proliferao que produzem

neurnios e depois migram para o bolbo olfativo. Em resposta leso medular, a

proliferao das clulas ependimrias aumenta para produzir clulas que se diferenciam

em astrcitos e que depois migram, participando tambm na formao da cicatriz,

havendo ento uma identificao de um novo processo que acontece aquando de uma

leso no sistema nervoso central (Johansson et al., 1999).

A neurognese pode tambm ser estimulada em resposta agresso cerebral,

criando-se na zona lesionada um ambiente que permite que a neurognese acontea, o

que estimula a produo de novas clulas neurais e facilita a migrao de clulas

progenitoras para as zonas da leso. Esta neurognese funciona como um processo com

um grande potencial reparador do crebro (Malva e Bernardino, 2010).

As clulas estaminais do SCU demostraram em vrios estudos, poderem-se

diferenciar in vitro e utilizando marcadores especficos, em neurnios e

oligodendrcitos. Foi exposto o caso de uma senhora paraplgica que aps

transplantada com clulas do SCU, recuperou uma parte da perceo sensorial e da

mobilidade dos membros inferiores. Em estudos com animais, o tratamento endovenoso

com clulas estaminais do SCU, demonstraram atrasar a progresso de doenas como o


36

Parkinson e Alzheimer e at mesmo o aparecimento dos sintomas caractersticos das

doenas, no entanto ainda no so conhecidos os mecanismos moleculares atravs do

qual essa regenerao acontece. No entanto, estes resultados animadores obtidos com

modelos animais, s vm favorecer o estudo em humanos (Cabeleira et al, 2010).

A doena de Parkinson uma doena neurodegenerativa, que resulta da perda

dos neurnios produtores da dopamina presentes na substncia negra, sendo

caracterizada por sintomas motores caractersticos tais como o tremor, a rigidez, a

bradicinesia e a instabilidade postural. O tratamento clssico passa pela administrao

de levodopa, cirurgia da leso neural e estimulao profunda do crebro, embora estes

procedimentos tenham sido eficazes na melhoria dos sintomas, o transplante dos

neurnios produtores de dopamina ou de clulas estaminais neurais tornou-se numa boa

alternativa para o tratamento desta doena. De entre os vrios tipos de clulas

estaminais, as iPSCs so as consideradas com maior potencialidade para este tipo de

terapia, no entanto possuem alguns inconvenientes tal como a necessidade do recurso a

embries humanos e a possibilidade de haver rejeio pelo sistema imunolgico do

paciente (Chen et al., 2011).

Essa rejeio dificulta a aplicao das iPSCs ao nvel do tratamento clnico bem

como a dificuldade na obteno de neurnios produtores de dopamina, no entanto, estas

clulas possuem um grande potencial para o estudo da patogenia da doena de

Parkinson e so tambm uma boa fonte de terapia de substituio. Yamanaka e

colaboradores (2006, 2007) foram os primeiros a conseguir induzir clulas iPSCs

atravs da reprogramao de fibroblastos embrionrios e adultos de rato, com quatro

fatores de transcrio, (Oct4, Sox2, Klf4 e c- Myc) sob condies de cultura das clulas

estaminais embrionrias. Apesar desta descoberta, ainda no se sabe se estes quatro

fatores conseguiro formar clulas pluripotentes a partir de clulas somticas humanas

uma vez que a utilizao do fator c-Myc pode no ser adequada em aplicaes clnicas e

pode ser necessrio ambientes de cultura especficos (Takahashi e Yamanaka, 2006;

Okita, Ichisaka e Yamanaka, 2007). Estudos realizados em animais demonstraram que

as clulas iPSCs derivadas dos fibroblastos poderiam ser transplantadas no interior do

sistema nervoso central e melhorar os sintomas motores num dos modelos utilizados

para a doena de Parkinson. As clulas iPSCs especficas do paciente podem ser


37

reprogramadas e posteriormente diferenciadas em neurnios dopaminrgicos, o que

proporciona um bom modelo in vitro para a patologia da doena, rastreio de drogas e

terapia com clulas estaminais personalizada. So necessrios realizar estudos futuros

quanto transformao celular e aos processos de reprogramao para criar as clulas

iPSCs de doenas especficas para poderem ser utilizadas na medicina personalizada de

regenerao nos pacientes com a doena de Parkinson, revelando assim mecanismos de

reprogramao detalhados (Chen et al., 2011).

A doena de Alzheimer tambm uma doena neurolgica degenerativa cuja

perda de memria o sintoma mais caracterstico, embora tambm existam outros

sintomas como depresso, perda de inibio, delrios, agitao, ansiedade e

agressividade. Atualmente no existe nenhum tratamento atravs do qual os sintomas

comportamentais sejam tratados e os mais benficos so especficos de um determinado

sintoma (Shruster e Offen, 2014).

A terapia com clulas estaminais neurais poder funcionar como um tratamento,

havendo potencial para substituir os atuais frmacos utilizados, ou at mesmo como

uma futura cura futura para o Alzheimer. Estudos sobre as clulas iPSCs tm

demonstrado bons resultados embora o essencial e o mais difcil de controlar seja a

diferenciao celular. Para o desenvolvimento deste tipo de terapia, existem ainda

alguns obstculos incluindo questes ticas e tcnicas no controlo da diferenciao

celular, da terem sido estudados novos mtodos para ajudar a controlar e a

compreender a diferenciao das clulas estaminais neurais, tal como juntar os sinais

solveis (fatores de crescimento ou insulina), com os padres da protena presentes na

matriz extracelular, qualidades micro ambientais in vivo, e substratos de crescimento

convencionais (Liu e Larson, 2014).

O professor Daniel Offen e o Dr. Adi Shruster da Universidade de Tel Aviv

Scackler School of Medicine descobriram que ao restabelecer uma populao de novas

clulas na parte do crebro que est associada ao comportamento, alguns dos sintomas

da doena de Alzheimer diminuem significativamente ou at se invertem

completamente. O estudo teve ratos como modelos, proporcionando um alvo promissor

para os sintomas da doena em seres humanos. O estudo baseia-se na introduo de


38

clulas estaminais no tecido cerebral de ratos com sintomas da doena de Alzheimer. O

gene (Wnt3a) foi introduzido na parte do crebro que controla o comportamento, para

testar a formao de genes que produzem as novas clulas do crebro. O aumento da

produo de clulas estaminais numa determinada rea do crebro teve um efeito

benfico sobre os dfices comportamentais da doena de Alzheimer. Entretanto, a

investigao passou para a rea do crebro que controla a memria, esperando-se

resultados semelhantes (Shruster e Offen, 2014).


39

7- Clulas estaminais em Portugal

Em Portugal existe alguma investigao em relao s clulas estaminais, visto

este tema ter ganho uma grande importncia ao longo dos anos. Existem algumas

evolues sobre este assunto tal como as notcias abaixo descritas.

Um grupo de investigadores do Instituto de Medicina Molecular da Faculdade

de Medicina de Lisboa, identificaram uma protena presente nas clulas estaminais

hematopoiticas designada de RET (Rearranged During Transfection), a ativao desta

protena melhora a sobrevivncia das clulas estaminais hematopoiticas, a sua

expanso e a eficincia in vivo do transplante, contribuindo assim para o xito dos

transplantes nos doentes com leucemia ou linfomas. Este estudo tambm nos mostra que

os fatores neurotrficos so os novos componentes presentes do microambiente das

clulas estaminais hematopoiticas, revelando que as clulas estaminais

hematopoiticas e os neurnios so reguladas por sinais semelhantes (Fonseca-Pereira et

al., 2014).

Recentemente (fevereiro de 2014), a Crioestaminal registou uma patente

internacional para uma nova aplicao de clulas estaminais do cordo umbilical, na

regenerao do tecido cardaco aps enfarte do miocrdio. Esta patente resultou de uma

investigao que permitiu que as clulas estaminais fossem injetadas diretamente no

msculo cardaco, para que este, aps um enfarte, seja capaz de cicatrizar mais depressa

e regenerar as suas funes. A metodologia passou pela utilizao de clulas estaminais

hematopoiticas em conjunto com um lpido bioativo (cido lisofosfatdico), conjugadas

num gel necessrio para as clulas manterem a sua estabilidade, permitindo-lhes

aumentar a sua sobrevivncia fora do seu ambiente natural. A investigao decorreu em

modelos animais, sendo ainda cedo para uma futura utilizao em humanos. A

Crioestaminal aponta o ano 2015 para a realizao de ensaios clnicos testando assim a

segurana e eficcia em humanos desta tcnica, bem como de outra patente, centrada

nas clulas estaminais do cordo umbilical desenvolvida para a cicatrizao de feridas

relacionadas com o p diabtico, registada em 2012 (Anon, 2014).


40

III-CONCLUSO

Sabe-se que existe nos ltimos anos um estudo intensivo no sentido de criar

teraputicas inovadoras com as clulas estaminais, trazendo esperana e at cura para

muitas doenas. Estas clulas tm uma vasta aplicao clnica, no entanto ainda

necessrio continuar com os ensaios e estudos de modo a tornar vlidos alguns dos seus

resultados na prtica clnica.

Quanto s aplicaes teraputicas existe uma grande lista de alternativas onde

alguns resultados so positivos como aquelas que esto expostas ao longo da dissertao,

incluindo outras que esto ainda em fase de estudo e muitas outras aplicaes

teraputicas que no foram faladas.

Em Portugal no existe muita investigao acerca deste tema, no entanto a

Crioestaminal, que um banco privado de criopreservao em Portugal, tem apostado

na divulgao, investigao e conhecimento das clulas estaminais, contribuindo assim

para colocar Portugal num local onde se pode desenvolver terapias celulares eficazes.

Este banco tem tambm alguns projetos em seguimento bem como parcerias com

instituies importantes nesta rea.

A recolha de clulas estaminais um processo simples que poder ser muito til

no futuro, por isso proceda recolha das clulas estaminais no momento do parto e

guarde num banco sua escolha.


41

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