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CÉLULAS-TRONCO Fatos, Ficção e Futuro Nance Beyer Nardi Departamento de Genética UFRGS.

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Apresentação em tema: "CÉLULAS-TRONCO Fatos, Ficção e Futuro Nance Beyer Nardi Departamento de Genética UFRGS."— Transcrição da apresentação:

1 CÉLULAS-TRONCO Fatos, Ficção e Futuro Nance Beyer Nardi Departamento de Genética UFRGS

2 CÉLULAS-TRONCO Fatos, Ficção e Futuro... em setembro de 2007! Nance Beyer Nardi Departamento de Genética UFRGS

3 Fatos x Ficção

4 Fatos, ficção e futuro: 1. Identidade, características básicas 2. Métodos de obtenção 3. Manutenção in vitro 4. Plasticidade 5. O papel do nicho 6. Aplicações terapêuticas

5 1 - Identidade e características básicas das células-tronco

6 Células-tronco proliferam mantendo-se como célula- tronco originam células diferenciadas (colonizam o organismo)

7 Expansão clonal

8 Manutenção do compartimento de células-tronco mitose assimétrica

9 assimetria populacional Manutenção do compartimento de células tronco assimetria invariante

10 A célula-tronco embrionária x a célula-tronco do adulto

11 A célula-tronco embrionária

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13 trofoblasto botão interno As primeiras células embrionárias são células-tronco (stem cells) pluripotentes

14 célula-tronco embrionária - pluripotente -

15 As células-tronco embrionárias são utilizadas após isolamento e cultivo, originando linhagens celulares permanentes. Linhagem de célula- tronco embrionária

16 Ficção: As células do zigoto, ou do botão interno do bastocisto, são equivalentes.

17 Fig. 3. Relative order of M- and E-second cleavage divisions and the spatial pattern of allocation of their progeny at the blastocyst stage. Consequências?...

18 A célula-tronco adulta

19 hematopoiética (medula óssea, cordão umbilical, sangue periférico) músculo esquelético (células satélites) mesenquimal (vários órgãos) MAPC epitelial neuronal Materno-fetal

20 função principal: manter as células que vão morrendo no organismo ao longo dos anos reparar lesões

21 Renovação celular a partir de células-tronco As células sanguíneas são renovadas a partir de células tronco presentes (~0,1%) na medula óssea. célula tronco do adulto - multipotente -

22 Cada órgão/tecido apresenta seu conjunto de células-tronco medula óssea (CT hematopoiética) pele (CT epitelial) músculo (CT muscular) cérebro (CT neuronal) múltiplos (CT mesenquimal) fígado rins coração etc QUAL A RELAÇÃO EXISTENTE ENTRE AS DIFERENTES POPULAÇÕES DE CÉLULAS-TRONCO ADULTAS? ? ?

23 Qual a relação entre os diferentes compartimentos de células-tronco no adulto? Enquanto a verdadeira célula tronco pode tanto se auto- renovar como originar células diferenciadas células progenitorasjá estáo irreversivelmente comprometidas com a diferenciação.

24 Qual a relação entre os diferentes compartimentos de células-tronco no adulto? Modelos : 1 – O indivíduo nasce com os compartimentos de células-tronco órgão- específicos, que se mantêm como tal ao longo da vida. ESC aGSCaSC4aSC3aSC2aSC1 ADULT EMBRYO

25 Qual a relação entre os diferentes compartimentos de células-tronco no adulto? 2 – O indivíduo nasce com um compartimento de células-tronco mais primitivas, que repõem os compartimentos órgão- específicos ao longo da vida. ESC PaSC aSC 4 aSC 3 aSC 2 aSC 1 ADULT EMBRYO aGSC

26 Cada órgão/tecido apresenta seu conjunto de células-tronco medula óssea (CT hematopoiética) pele (CT epitelial) músculo (CT muscular) cérebro (CT neuronal) múltiplos (CT mesenquimal) fígado rins coração etc Ficção: Conhecemos as células-tronco adultas.

27 Células-tronco proliferam mantendo-se como célula- tronco originam células diferenciadas Ficção: Conhecemos as células-tronco adultas.

28 Mas: como saber que a célula-tronco tem a capacidade de proliferar e diferenciar? modificação das propriedades biológicas da célula-tronco CULTIVO CELULAR

29 Futuro: Identificação prospectiva das células-tronco, in situ, nos organismos. Como?...

30 2 – Métodos de obtenção de células-tronco

31 2.1 – Métodos de obtenção de células-tronco embrionárias

32 coleta do botão interno do blastocisto; ou coleta de células germinativas primordiais do feto.

33 Ficção: a ciência pode informar se o blastocisto é ou não um ser humano.* * ou: que tem um potencial suficiente de ser um ser humano para merecer a proteção que um ser humano merece.

34 Futuro: coletando células-tronco embrionárias sem destruição do embrião. em humanos?...

35 Futuro: reprogramação genética desdiferenciando células somáticas adultas. em humanos?...

36 Fatos, ficção e futuro: 1. Identidade, características básicas 2. Métodos de obtenção 3. Manutenção in vitro 4. Plasticidade 5. O papel do nicho 6. Aplicações terapêuticas

37 2.2 – Métodos de obtenção de células-tronco adultas

38 Células tronco do adulto: isolamento células raras morfologia pouco diferenciada COMBINAÇÃO DE PROTOCOLOS marcadores de superfície pouco conclusivos

39 Marcadores (proteínas) de superfície marcação com anticorpos específicos separação em colunas magnéticas... marcador

40 Marcadores (proteínas) de superfície marcação com anticorpos específicos separação em colunas magnéticas ou por citometria de fluxo

41 Aderência: MSC Cultivo de medula óssea com remoção constante das células não aderentes.

42 Side population: HSC Medula óssea murina incubada com Hoechst 33342

43 Morfologia: célula tronco muscular (célula satélite) Satellite cell activation in diaphragm muscle fibers. Events such as muscle fiber injury may trigger mitotic activation of normally quiescent myonuclei (satellite cells). These satellite cells may fuse with other myonuclei and promote protein synthesis, inducing muscle hypertrophy. Satellite cells may migrate to other fibers, leading to MHC co-expression. New fibers may also be formed via satellite cell activation.

44 Ficção: as células-tronco adultas são de difícil obtenção. Coleta de medula óssea Coleta de lipoaspirado Biópsia de pele

45 2.3 – Obtenção de células-tronco embrionárias por clonagem

46 embrião clonado embrião normal

47 x terapêutica Clonagem: reprodutiva transferência nuclear

48 Problemas com os procedimentos de clonagem

49 Fato: clonagem de mamíferos a partir de células adultas

50 SCIENCE VOL JUNE 2005 Ficção: clonagem humana

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54 O movimento Raeliano

55 Futuro: clonagem humana? transferência nuclear

56 2.4 – Obtenção de células-tronco do sangue de cordão umbilical

57 O sangue de cordão umbilical como fonte de células-tronco hematopoiéticas Vantagens: Disponibilidade Estabelecimento de bancos Facilidade de coleta Maior facilidade de expansão Menor risco de GVHD: - menor frequência de linfócitos T - maior tolerância imunológica

58 O sangue de cordão umbilical como fonte de células-tronco hematopoiéticas Desvantagem: Volume limitado número de CT limitado

59 O início 1988 – primeiro transplante de CB, através de colaboração franco-americana envolvendo os pesquisadores Gluckman, Broxmeyer, Auerbach menino de 5 anos com Anemia de Fanconi Hoje estima-se que mais de transplantes tenham sido realizados, para o tratamento de doenças hematopoiéticas malignas ou não malignas.

60 Terapia com células-tronco do sangue de cordão umbilical DOENÇAS HEMATOLÓGICAS Fato: as células-tronco hematopoiéticas do sangue de cordão umbilical são ótimas no tratamento de doenças hematológicas.

61 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 10 6 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: ) anualmente, mais de 25 mil unidades coletadas no mundo

62 Bancos públicos de sangue de cordão umbilical no Brasil Rede Brasilcord – rede nacional de bancos de sangue e cordão umbilical e placentário (Portaria Ministerial, nº 2381 de 28/10/2004),Portaria Ministerial, nº 2381 de 28/10/2004 Participam deste grupo os seguintes serviços: INCA - CEMO Hemocentro de Ribeirão Preto - SP UNICAMP - Campinas - SP Hospital Albert Einstein - São Paulo - SP Meta: 10 bancos públicos nos próximos três anos; armazenar ~ unidades, para suprir a demanda de transplantes no Brasil.

63 Bancos públicos x Bancos privados

64 Ficção (?): é aconselhável armazenar de forma individualizada o sangue do cordão umbilical de seu filho.

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