Células-tronco: progressos científicos e o futuro das pesquisas

Comparação entre células-tronco embrionárias e de adulto

a. Características comuns a células-tronco embrionárias e do adulto 

• Possuem capacidade de auto-renovação e de dar origem a células especializadas. 

• Os cientistas usam técnicas similares para marcar e monitorar a expressão de certos genes afim de identificá-las.

 • São capazes de proliferar e de se especializar quando transplantadas para animais cujo sistema imunológico foi suprimido.

b. Diferenças entre células-tronco embrionárias e de adulto

 • A principal diferença está na origem; os cientistas acreditam que as embrionárias existam apenas nos embriões e que as adultas estão presentes em diversos tipos de tecidos do corpo humano.

 • As embrionárias são pluripotentes, ou seja, podem dar origem a tecidos provenientes dos três folhetos germinativos (ectoderma, mesoderma e endoderme). Ainda não se sabe se as adultas possuem a mesma capacidade.

 • Em laboratório, as embrionárias podem se multiplicar por muitas gerações sem que haja diferenciação; já as adultas, sofrem diferenciação. 

• As embrionárias, quando injetadas em cobaia cujo sistema imunológico foi suprimido, geram teratomas (mistura de diferentes tipos celulares). O mesmo resultado não é observado com as adultas.

c. Algumas perguntas que ainda precisam ser respondidas a respeito de células-tronco 

• Existe uma céula-tronco universal? Ou seja, existe uma célula-tronco que possa gerar células de quaisquer órgãos ou tecidos?

 • Quais são as origens das células-tronco no adulto? Elas são “sobras” de células-tronco embrionárias ou elas surgem de alguma outra forma? E se a última alternativa for a verdadeira - como parece ser - exatamente como elas surgem e como elas permanecem em um estado indiferenciado enquanto todas as células ao seu redor se encontram diferenciadas?

 • Quantos tipos de células-tronco adultas existem e em quais tecidos?

 • As células-tronco adultas podem proliferar em meio de cultura até que seja obtida a quantidade necessária para transplante? 

• Quais as evidências de que células especializadas geradas a partir de transplantes de célulastronco possam substituir células de tecidos lesados ou danificados?

 • Quais são os fatores responsáveis pela migração das células-tronco até os tecidos danificados?

Células-tronco: progressos científicos e o futuro das pesquisas

• Quais são os controles intrínsecos que fazem uma célula-tronco se diferenciar em determinado tipo celular ao invés de outro?

 • Quais os mecanismos que permitem as células-tronco embrionárias proliferarem in vitro sem que haja diferenciação?

 • Qual o estágio de diferenciação da célula-tronco é o melhor para o transplante? O mesmo estágio é o melhor para qualquer tipo de transplante ou varia de caso para caso?

 • Qual o melhor estágio de diferenciação de uma célula-tronco para se testar drogas e toxinas?

d. Perguntas chave sobre células-tronco do adulto e células-tronco embrionárias Há várias questões importantes sobre as células-tronco que permanecem sem resposta. Algumas delas estão listadas abaixo:

 • Quantos tipos de células-tronco do adulto existem e em quais tecidos elas existem? 

• Quais são as fontes de células-tronco do adulto no corpo? Serão elas células-tronco “remanescentes” das células-tronco embrionárias, ou elas são originadas de outro modo? Por que elas permanecem num estado indiferenciado quando as células ao seu redor foram diferenciadas?

 • As células-tronco do adulto exibem plasticidade normalmente, ou elas se transdiferenciam apenas quando manipuladas pelos cientistas? Quais são os sinais que regulam a proliferação e a diferenciação das células-tronco que exibem plasticidade?

 • É possível manipular células-tronco do adulto para aumentar sua proliferação de modo a produzir células suficientes para um transplante? 

• Existe um tipo de célula-tronco de adulto que tenha a capacidade de gerar as células de todos os tecidos e órgãos?

 • Quais os fatores que estimulam as células-tronco a migrarem para locais lesionados ou danificados?

Clonagem

Mayana Zatz

A clonagem é um mecanismo comum de propagação da espécie em plantas ou bactérias. Em humanos, os clones naturais são os gêmeos idênticos que se originam da divisão de um mesmo óvulo fertilizado. A grande revolução da Dolly abriu caminho para a possibilidade de clonagem humana ao demonstrar, pela primeira vez, que era possível clonar um mamífero - isto é, produzir uma cópia geneticamente idêntica, a partir de uma célula somática diferenciada. Para entendermos porque esta experiência foi surpreendente precisamos recordar um pouco de embriologia. Todos nós já fomos uma célula única, resultante da fusão de um óvulo e de um espermatozóide. Esta primeira célula já tem no núcleo o DNA com toda a informação genética necessária para o novo ser. No núcleo das nossas células, o DNA se organiza em pares de cromossomos e apresenta-se muito condensado. Com exceção das células sexuais — o óvulo e o espermatozóide, que têm 23 cromossomos —, em todas as outras células do corpo humano há 46 cromossomos (23 pares) em seus núcleos. As células do corpo, não sexuais, são as chamadas células somáticas. A grande contribuição da clonagem da Dolly foi justamente a descoberta que uma célula somática de mamífero, já diferenciada, poderia ser reprogramada ao estágio inicial e voltar a ser totipotente. Os cientistas escoceses realizaram isso ao transferirem o núcleo de uma célula somática da glândula mamária de uma ovelha para um óvulo anucleado — quer dizer, de onde tinham retirado o núcleo. Surpreendentemente, o óvulo começou a comportar-se como um óvulo recém-fecundado por um espermatozóide. 

Clonagem reprodutiva

Como descrito no item anterior para a obtenção de um clone, o óvulo para o qual os cientistas transferem o núcleo da célula somática é inserido no útero de uma mãe de aluguel. Se desejássemos fazer clonagem humana reprodutiva, teríamos que retirar o núcleo de uma célula somática que, teoricamente, poderia ser de qualquer tecido de uma criança ou adulto, inserir o núcleo em um óvulo, e depois implantá-lo no útero de uma mulher, que funcionaria como barriga de aluguel. Se o óvulo se desenvolvesse teríamos um novo ser com as mesmas características físicas da criança ou adulto de quem foi retirada a célula somática. Seria como um gêmeo idêntico nascido posteriormente (Figura A). Já sabemos que esse processo não é fácil. Dolly só nasceu depois de 276 tentativas fracassadas. Além disso, dentre os núcleos das 277 células da “mãe de Dolly” inseridos em um óvulo sem núcleo, 90% não alcançaram nem o estágio de blastocisto. As tentativas posteriores de clonar outros mamíferos, camundongos, porcos, bezerros, um cavalo e um veado, também mostram eficiência muito baixa e uma proporção muito grande de abortos e embriões malformados. Penta, a primeira bezerra brasileira clonada a partir de uma célula somática adulta, em 2002, morreu com um pouco mais de um mês. Ainda em 2002, foi anunciada a clonagem do “copycat”, o primeiro gato de estimação clonado a partir de uma célula somática adulta. Para chegar a isso, foram utilizados 188 óvulos que geraram 87 embriões e apenas um animal vivo. Na realidade, experiências recentes, com diferentes modelos animais, têm mostrado que a reprogramação da célula somática para um estágio embrionário, indiferenciado, que originou Dolly, é extremamente difícil.

Clonagem

Ian Wilmut, o cientista escocês famoso pela experiência que resultou no nascimento de Dolly, afirma que praticamente todos os animais clonados nos últimos anos a partir de células não-embrionárias estão com problemas (Rhind, 2003). Entre os diferentes defeitos dos pouquíssimos animais que nasceram vivos após inúmeras tentativas, observaram-se: placentas anormais, gigantismo em ovelhas, defeitos cardíacos em porcos, problemas pulmonares em vacas, ovelhas e porcos, problemas imunológicos, falha na produção de leucócitos, defeitos musculares em carneiros. De acordo com Hochedlinger e Jaenisch (2003), os avanços recentes em clonagem reprodutiva permitem quatro conclusões importantes:

• A maioria dos clones morre no início da gestação;

• os animais clonados têm defeitos e anormalidades semelhantes independentemente da célula doadora ou da espécie; 

• essas anormalidades provavelmente ocorrem por falhas na reprogramação do genoma das células somáticas; 

• a eficiência da clonagem depende do estágio de diferenciação da célula doadora. 

De fato, a clonagem reprodutiva a partir de células embrionárias têm mostrado uma eficiência de 10 a 20 vezes maior, provavelmente porque os genes importantes no início da embriogênese estão ainda ativos no genoma da célula doadora. (Hochedlinger e Jaenisch, 2003). Entre todos os mamíferos já clonados, é interessante notar que a eficiência é um pouco maior em bezerros. Outro fato intrigante é não se ter notícias de macaco que tenha sido clonado. Talvez por essa razão, a cientista inglesa Ann McLaren afirma que as falhas na reprogramação do núcleo somático podem vir a se constituir em barreira intransponível para a clonagem humana. Mesmo assim, pessoas como o médico italiano Antinori e a seita dos raelianos defendem a clonagem humana, um procedimento que tem sido proibido em todos os países. De fato, em 2003, as academias de ciências de 63 países, inclusive a brasileira, formalizaram documento conjunto em que pedem o banimento da clonagem reprodutiva humana. O fato é que a simples possibilidade de clonar humanos suscita discussões éticas em todos os segmentos da sociedade: Por que clonar? Quem deveria ser clonado? Quem iria decidir? Quem será o pai ou a mãe do clone? O que fazer com os clones que nascerem defeituosos? Na realidade o maior problema ético atual é o enorme risco biológico associado à clonagem reprodutiva. Apesar de

todos estes argumentos contra a clonagem humana reprodutiva, as experiências com animais clonados têm nos ensinado muito acerca do funcionamento celular. Por outro lado, a tecnologia de transferência de núcleo para fins terapêuticos, a chamada clonagem terapêutica, poderá ser extremamente útil para obtenção de células-tronco embrionárias.

A técnica de clonagem terapêutica para obtenção de células tronco embrionárias Se tivermos um óvulo humano cujo núcleo foi substituído por um núcleo de célula somática e deixarmos que se divida no laboratório – não em um útero -, teríamos a possibilidade teórica de obter blastocistos e usar suas células-tronco embrionárias pluripotentes para formar diferentes células  (Figura A). Isso já foi feito em animais. Com isso, abrir-se-iam perspectivas fantásticas para futuros tratamentos. Hoje, só se consegue cultivar em laboratório células com as mesmas características do tecido de onde foram retiradas ou transformá-las em poucos tipos celulares. É importante esclarecer que, na clonagem para fins terapêuticos, os tecidos seriam produzidos apenas em laboratório. Não se trata de clonar um feto até alguns meses dentro do útero para depois lhe retirar os órgãos para transplante, como alguns acreditam. 

Figura A: Clonagens reprodutiva e terapêutica

Fonte:Silvio Higa - Traduzido e adaptado de Stem Cells: Scientific Progress and Future Research Directions - http://www.stemcells.nih.gov/index.asp