CÉLULAS-TRONCO Fatos, Ficção e Futuro Nance Beyer Nardi

Apresentação em tema: "CÉLULAS-TRONCO Fatos, Ficção e Futuro Nance Beyer Nardi"— 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: Identidade, características básicas Métodos de obtenção Manutenção in vitro Plasticidade O papel do nicho 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 Manutenção do compartimento de células tronco
assimetria invariante assimetria populacional

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

11 A célula-tronco embrionária

12

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

14 célula-tronco embrionária
- pluripotente -

15 Linhagem de célula-tronco embrionária
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)
neuronal músculo esquelético (células satélites) mesenquimal (vários órgãos) epitelial MAPC Materno-fetal

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

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

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 “progenitoras”já 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 aGSC aSC4 aSC3 aSC2 aSC1 ADULT EMBRYO

25 Qual a relação entre os diferentes compartimentos de células-tronco no adulto?
PaSC aSC4 aSC3 aSC2 aSC1 ADULT EMBRYO aGSC 2 – O indivíduo nasce com um compartimento de células-tronco mais primitivas, que repõem os compartimentos órgão-específicos ao longo da vida.

26 Cada órgão/tecido apresenta seu conjunto de células-tronco
Ficção: Conhecemos as células-tronco adultas. 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

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

28 modificação das propriedades biológicas da célula-tronco
Ficção: Conhecemos as células-tronco adultas. Mas: como saber que a “célula-tronco” tem a capacidade de proliferar e diferenciar? CULTIVO CELULAR modificação das propriedades biológicas da célula-tronco

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: Identidade, características básicas Métodos de obtenção Manutenção in vitro Plasticidade O papel do nicho 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 Coleta de lipoaspirado
Ficção: as células-tronco adultas são de difícil obtenção. Coleta de lipoaspirado Coleta de medula óssea Biópsia de pele

45 2.3 – Obtenção de células-tronco embrionárias por clonagem

46 embrião normal embrião clonado

47 Clonagem: reprodutiva x terapêutica
transferência nuclear

48 Problemas com os procedimentos de clonagem

49 Fato: clonagem de mamíferos a partir de células adultas

50 Ficção: clonagem humana
SCIENCE VOL JUNE 2005

51 Ficção: clonagem humana

52 Ficção: clonagem humana

53 Ficção: clonagem humana

54 Ficção: clonagem humana
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
Fato: as células-tronco hematopoiéticas do sangue de cordão umbilical são ótimas no tratamento de doenças hematológicas. Terapia com células-tronco do sangue de cordão umbilical 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 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: ) 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), 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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