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Revendo Cincias Bsicas

O objetivo desta subseo apresentar revises concisassobre temas relacionados com as cincias bsicas, ou seja,procurar rever as bases da prtica mdica. A justificativa paraa incluso de tpicos dessa natureza relaciona-se com ossignificativos progressos dessas cincias nas ltimas dcadase necessidade absoluta de atualizao por parte da equipe desade, para o benefcio dos pacientes.

Magda M. S. Carneiro-SampaioEditora Associada da einstein

Perspectivas em terapia celular:

clulas-tronco

Oswaldo Keith Okamoto1 e Alexandre Holthausen

Campos2

1 Coordenador do Centro de Pesquisa Experimental Instituto Israelita de Ensino e Pesquisa Albert

Einstein.

2 Mdico Ppesquisador do Instituto Israelita de Ensino e Pesquisa Albert Einstein; Professor Afiliado

Universidade Federal de So Paulo - UNIFESP (SP).

Resumo

A terapia celular busca restaurar o funcionamento detecidos ou rgos atravs da proteo da integridadecelular ou reposio de clulas danificadas por clulassadias. As clulas-tronco e as clulas progenitorastecido-especficas constituem importante fonte parareposio celular, podendo ser transplantadasdiretamente no stio de leso ou recrutadas a elemediante estimulao da sntese de molculasquimiotticas.

O potencial teraputico das clulas-tronco e asperspectivas de uma medicina regenerativa soaltamente promissores. A caracterizao cada vez maisdetalhada de novos tipos de clulas-tronco/progenitoras em tecidos adultos e a explorao defontes alternativas destas clulas, como o sangue decordo umbilical, trazem consigo muitos avanos narea. Nesta breve reviso, buscamos apresentarconceitos gerais sobre clulas-tronco, incluindoaspectos ticos e de biossegurana e as aplicaesemergentes deste conhecimento na Medicina.

Clulas-tronco

Clulas-tronco (CT) so clulas primordiais, auto-renovveis, capazes de gerar tipos celularesespecializados, como hepatcitos, cardiomicitos eneurnios(1). Embora as propriedades das CT sejamestudadas em camundongos h mais de duas dcadas,as primeiras linhagens de CT humanas, capazes demultiplicao por longos perodos em cultura, foramoriginadas em 1998 a partir de embries derivados defertilizao in vitro.

A partir de estudos conduzidos em modelos animais,verificou-se que estas CT embrionrias (CTE) originamclulas de todos os tecidos de um indivduo adulto.Esta propriedade despertou grande interesse em razodo evidente potencial de aplicao em diversas reasda medicina. Entretanto, por questes ticas e debiossegurana discutidos adiante, o uso de CTE parafins teraputicos ainda no est resolvido.

Alm de tecidos embrionrios, CT podem serencontradas em pequenas quantidades nos tecidosfetais ou do indivduo adulto. Estas clulas soconhecidas por clulas-tronco somticas ou adultas(CTA) e, assim como as CTE, possuem duascaractersticas essenciais: capacidade de auto-renovaopor longos perodos e de gerao de clulas de funesespecficas. Acredita-se que as CTA desempenhamimportante funo no reparo e manuteno daintegridade dos diversos tecidos nos quais seencontram.

Medula ssea - Populaes distintas de CTA tm sidointensivamente caracterizadas na medula ssea. At omomento, as CTA melhor estudadas so as clulas-tronco hematopoticas (CTH), tambm encontradasem circulao no sangue perifrico e no sangue decordo umbilical (SCU), correspondendo a 0.1-1% dototal de clulas. Estas CTH expressam protenas demembrana especficas como CD34 e CD133, utilizadasna deteco e purificao deste subtipo celular. Outrotipo de clula multipotente, conhecido por clula-tronco mesenquimal ou estromal (CTM), d suporte hematopoese e gera clulas de linhagem mesodrmica,como osteoblastos, condrcitos e adipcitos. Sobcondies especficas, as CTM tambm so capazes deoriginar clulas de tecido nervoso(2). In vitro, essasclulas crescem aderidas superfcie do frasco decultura, expressam antgenos especficos como CD29,CD44, CD90, CD105, c-kit e no expressam antgenoshematopoticos ou leucocitrios, como CD34, CD14e CD45.

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Sangue de cordo umbilical - O SCU outraimportante, porm menos conhecida e explorada fontede clulas-tronco/progenitoras. Uma quantidaderelativamente grande de CTH pode ser coletada daveia do cordo umbilical, havendo vrios estudosdemonstrando o potencial das SCU como fonte parareconstituio hematopotica(3). Para seu uso emtransplante alognico (entre no aparentados) necessrio o estabelecimento de um amplo painel dedoadores, ou seja, um banco de sangue de cordoumbilical que abranja a variabilidade gentica dapopulao. Os bancos pblicos de SCU j esto bemestabelecidos nos EUA e Europa. No Brasil, onde essainiciativa est sendo levada adiante, estima-se que umbanco pblico com 12.000 cordes atenda demandade todo o pas.

Alm das CTH, o SCU tambm contm clulasprogenitoras endoteliais (CPE), identificadas pelaexpresso de protenas comuns s CTH, tais comoCD34 e CD133, e marcadores celulares especficos comoCD31, CD106 e receptor de VEGF. As CPE possuemgrande apelo teraputico, pois so capazes de induzirangiognese e neovascularizao em tecidosisqumicos. De fato, a injeo intravenosa de clulashumanas CD34+ em ratos submetidos a infarto domiocrdio resulta em rpido direcionamento (48 horas)e infiltrao dessas clulas na zona do infarto, formaode capilares contendo elementos celulares de origemhumana e melhoria da funo cardaca, em contrastecom a injeo de clulas CD34- ou clulas endoteliaisda veia safena(4).

Quanto s CTM, a sua obteno a partir de SCU ainda controversa. Estudos independentes (5)

demonstraram a obteno de clulas aderentes comaspecto de CTM, porm com perfil fenotpico (CD45+,CD14+, CD31+, CD34-, CD29-, CD44-, CD90-) distintodo perfil tpico de CTM de medula (CD45-, CD14-,CD34-, CD31-, CD29+, CD44+, CD90+). Entretanto,outros grupos isolaram com sucesso clulas de SCUque expressam marcadores caractersticos de CTM eque so capazes de gerar in vitro clulas de linhagemmesodrmica como adipcitos e osteoblastos, alm declulas neuronais(6).

Embora ainda muito debatida, a presena declulas-tronco/progenitoras com capacidade deoriginar diversos tipos de clulas especializadas,incluindo as de tecido muscular, vascular e nervoso,ampliam as perspectivas de aplicao teraputica doSCU.

Reconstituio hematopotica

As primeiras aplicaes teraputicas de CT ocorreramcom uso de clulas multipotentes derivadas de tecidosadultos, envolvendo tanto transplantes autlogos comoalognicos(7). A maior experincia est no uso de CTHpara o tratamento de doenas hematolgicas,principalmente leucemias e linfomas.

A principal limitao ao uso de CTH est nadisponibilidade de doadores, sobretudo quando otratamento envolve procedimentos mieloablativos(como nas leucemias) e a reconstituio hematopoticado paciente requer uma quantidade grande de clulas(10-35 x 108 por kg). O doador, alm de saudvel, deveter compatibilidade gentica (HLA) com o receptor.A probabilidade geral de um indivduo ter um irmoHLA compatvel de cerca de 25-30%. Portanto, paracerca de 70% dos indivduos, no h um doadorcompatvel na famlia, e o transplante somente podeser feito com doador no-aparentado. Nesse caso,existem duas fontes possveis de clulas paratransplante alognico: uso de registros internacionaisde doadores no aparentados de medula ssea ou ouso de clulas do SCU disponveis em bancos dearmazenamento.

Dentre as vantagens do SCU em relao medula ssea incluem-se: disponibilidade quaseirrestrita de doadores com aproveitamento de materialbiolgico usualmente descartado; maior nmero declulas primordiais com alta capacidade proliferativa;menor risco de transmisso de doenas e, muitoimportante, menor reatividade imunolgica. Aprincipal desvantagem o nmero de CTH recuperveispor cordo, limitando seu uso a pacientes com pesoat 50-60 kg. Tcnicas para a expanso in vitro declulas-tronco/progenitoras de SCU podero eliminaressa barreira. O uso concomitante de duas unidadesimunocompatveis de SCU tambm uma alternativaem estudo.

Aplicaes em cardiologia

A insuficincia cardaca causada por perda oudisfuno de clulas musculares no corao atinge cercade 4.8 milhes de pessoas nos EUA, com cerca de400.000 novos casos por ano e uma taxa de mortalidadesuperior a 50% nos cinco primeiros anos aps odiagnstico inicial (NIH report, 2001).

O emprego de CT pode atenuar danos causados aocorao em decorrncia de hipertenso, inflamao ou

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doena arterial coronria, contribuindo para umareduo da morbidade e mortalidade. Estudos pr-clnicos com modelos animais de infarto agudo domiocrdio constataram a regenerao de msculo e aformao de neovasos em rea infartada, apstransplantes de CT alognicos(8). Em humanos, essesresultados foram confirmados em estudos de fase I comclulas de medula ssea e mioblastos esquelticos(9-10),abrindo a possibilidade do uso de clulas autlogasnesses procedimentos.

Presentemente, investiga-se qual populao, oupopulaes, de CTA, fornece os melhores resultadosem termos de reparo muscular e revascularizao,havendo grande interesse nos progenitores endoteliais(angioblastos) e nas clulas mesenquimais.

Aplicaes em neurologia

As CTA so tambm candidatas naturais para usoteraputico em certas doenas neurodegenerativascomo o mal de Parkinson, onde a patologia principalest associada a um tipo especfico de clula, nestecaso, o neurnio dopaminrgico nigrostriatal.

A viabilidade do princpio foi demonstrada emestudos clnicos com portadores de Parkinsonsubmetidos a transplante intrastriatal de tecidomesenceflico embrionrio. Novos neurnios viveis efuncionais, secretores de dopamina, foram detectadosaps o transplante, integrados ao circuito neuronalpreexistente(11-12). Entretanto, o benefcio clnico doprocedimento ainda considerado bastante modesto,havendo a necessidade de ser ajustado e otimizado.

Na rea de doenas cerebrovasculares, um dosprincipais interesses o emprego de CT na reduo demorbidade aps o acidente vascular cerebral isqumico(AVCI). Neste caso, o reparo tecidual altamentecomplexo devido ao comprometimento inespecfico declulas neuronais e gliais diversas. Entretanto, emroedores j est demonstrado que a infuso endovenosade clulas da medula ssea, bem como de SCU(13), induzangiognese, neovascularizao e neurognese na zonaperiisqumica ps AVCI, evidenciada peloaparecimento de novas clulas endoteliais e de clulasexpressando marcadores neuronais como o Neu-N .Mais ainda, foi verificado que a transferncia de clulasde SCU em ratos submetidos isquemia cerebralexperimental reverte dficits comportamentais e reduza rea de infarto cerebral (14). A constatao doaparecimento conjunto de precursores neuronais eendoteliais mediante tratamento com CT em estudos

pr-clnicos abre grandes esperanas para o uso de CTem terapias celulares neurorrestaurativas, justificandoa continuidade dos estudos atravs de ensaios clnicoselaborados com rigor cientfico.

Biossegurana e aspectos ticos

O uso de CTE est na agenda dos governos em muitospases, com fortes presses a favor e contra o uso deembries humanos oriundos de fertilizao in vitro comofonte dessas clulas.

Muitos pases, como os EUA, liberaram os estudoscom as linhagens de CTE j existentes (cerca de 78),mas proibiram temporariamente a obteno de novaslinhagens. Em experimentos pr-clnicos com CTE,ratos submetidos a AVCI experimental receberamxenotransplantes de camundongo com bons resultados,mas camundongos que receberam alotransplantesapresentaram teratocarcinomas no stio de implantaodas clulas (15), apontando tambm questes debiossegurana. Novas pesquisas devem determinar seesse fenmeno restrito ao modelo experimentalaplicado ou se pode acontecer em outras situaesenvolvendo transplante de CTE.

Se por outro lado o emprego de CT humanasderivadas de tecidos adultos eticamente aceitvel,neste caso, o principal aspecto a ser considerado dizrespeito s normas de biossegurana. O transplantealognico deve ser feito em condies que garantamao receptor taxas desprezveis de transmisso dedoenas infecciosas e de desenvolvimento de cnceresem decorrncia do procedimento.

Estudos clnicos criteriosos so necessrios parao estabelecimento da segurana e eficcia de novosprocedimentos como o transplante autlogo de CT demedula ssea para o tratamento de cardiomiopatias eAVCI. Finalmente, mesmo no caso de uso de SCU parareconstituio hematopotica, onde a segurana doprocedimento bem estabelecida, imprescindvelobedecer s normas ticas na implantao dos bancosde clulas de cordo, obtendo das mes oconsentimento livre e esclarecido de doao do SCUdo recm-nascido e garantindo a confidencialidade dasinformaes sobre a me e o filho.

Consideraes finais e perspectivas futuras

A aplicao de clulas-tronco/progenitoras nareconstituio de tecidos no reparveis cresce deforma marcante. Doenas dos sistemas hematolgico

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(leucemias, linfomas), nervoso (acidente vascularcerebral, esclerose mltipla, traumatismo raquimedular)e cardiovascular (infarto do miocrdio, insuficinciacardaca) so alvos naturais de interesse. Fontespossveis de clulas-tronco/progenitoras incluemembries, SCU, medula ssea ou sangue perifrico. Hem todo o mundo preocupao especial quanto alimites ao uso de clulas embrionrias. A legislaobrasileira atual facilita a definio do papel teraputicodestas clulas ao mesmo tempo em que estimula a buscapor fontes alternativas (particularmente de clulasautlogas adultas). Bancos pblicos de SCU alognicorepresentam uma alternativa socialmente justa ecientificamente recomendvel.

A corrida cientfica na busca de solues que utilizemclulas-tronco deve ser vista com extrema ateno. Ootimismo exagerado com que o tema tratado e o espaoespecial reservado ao assunto nos meios de comunicao(e a conseqente presso gerada) no justificam aeliminao de etapas essenciais de pesquisa. O problema amplo e envolve uma srie de variveis como fonte,nmero e seleo prvia de clulas-tronco, mecanismosde ao envolvidos, cenrios clnicos ideais e complicaesem longo prazo, que devem ser consideradas.

Investimento macio em pesquisa pr-clnica essencial. Tcnicas de identificao dos tipos celularesmais adequados para cada situao clnica, deadministrao eficiente de clulas-tronco e deconfirmao precisa do destino destas clulas devemser aprimoradas. Experimentao animal exaustiva euso de mtodos de imagem in vivo so cruciais para asegurana e eficcia dos procedimentos. Ao mesmotempo, aplicao criteriosa de fundos governamentaise vigilncia da prpria comunidade cientfica sogarantias eficazes de que princpios ticos e tcnico-cientficos elementares norteiem a procura por novasaplicaes envolvendo clulas-tronco.

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