Células-tronco se aproximam da cura de doenças genéticas

Células-tronco se aproximam da cura de doenças genéticas

Cientistas da Salk criaram linhagens livres de mutação de células-tronco de pacientes humanos com doenças mitocondriais

LA JOLLA– Células saudáveis ​​do cérebro, músculos, olhos e coração melhorariam a vida de dezenas de milhares de pessoas em todo o mundo com doenças mitocondriais debilitantes. Agora, os pesquisadores do Salk Institute deram um passo mais perto de tornar essas curas uma realidade: eles transformaram células de pacientes em células-tronco saudáveis ​​e livres de mutações que podem se tornar qualquer tipo de célula. A nova abordagem é descrita em 15 de julho de 2015 em Natureza.

“No momento, não há cura para doenças mitocondriais”, diz autor sênior Juan Carlos Izpisua Belmonte, professor no Salk's Laboratório de Expressão Gênica. “Muito recentemente, desenvolvemos maneiras de prevenir essas doenças, por isso era natural perguntar como poderíamos tratá-las.”

As doenças mitocondriais são causadas por qualquer uma das cerca de 200 mutações que afetam os genes das mitocôndrias, pequenas usinas de força dentro de quase todas as células do corpo. Dependendo dos genes e tipos de células afetados, as doenças podem causar fraqueza muscular, doença hepática, diabetes, convulsões, atrasos no desenvolvimento ou problemas de visão. As terapias existentes visam aliviar os sintomas ou retardar a progressão das doenças, mas não podem curá-las totalmente.

Em seu novo trabalho, Belmonte e colaboradores de todo o mundo coletaram amostras de pele de pacientes com encefalomiopatia mitocondrial ou Síndrome de Leigh, ambos distúrbios graves que afetam o cérebro e os músculos.

As equipes começaram usando protocolos padrão atuais para derivar células-tronco pluripotentes das células da pele, um processo que redefine as células ao seu estado mais básico.

Os pesquisadores da Salk geraram células-tronco livres de doenças de pacientes com doença mitocondrial que podem ser convertidas em qualquer tipo de célula, incluindo progenitores neuronais (esquerda) ou células cardíacas (direita). Estes poderiam ser potencialmente utilizados para futuros transplantes em pacientes.

Imagem: Cortesia do Salk Institute for Biological Studies

“Durante o processo de geração de células-tronco, você obtém espontaneamente diferentes tipos de clones”, diz Alejandro Ocampo, pesquisador associado do laboratório de Izpisua Belmonte e um dos autores do novo artigo. Se as células do paciente tiverem uma mistura inicial de mitocôndrias saudáveis ​​e doentes, serão geradas células-tronco saudáveis ​​e doentes. Então, as células-tronco com mitocôndrias saudáveis ​​podem ser selecionadas.

Para alguns pacientes, porém, essa abordagem direta não funciona; suas células não têm mitocôndrias suficientes - ou nenhuma - saudável para começar.

Assim, a equipe surgiu com uma segunda abordagem: mover o núcleo das células da pele do paciente, que contém a maior parte de seus genes, para um óvulo doado com mitocôndrias saudáveis. Em seguida, use o novo óvulo para gerar células-tronco pluripotentes. Quando os pesquisadores fizeram isso, descobriram que as mitocôndrias saudáveis ​​assumiram o controle e células saudáveis ​​e geneticamente semelhantes do paciente foram geradas com sucesso.

“Em ambos os casos, a ideia é que temos células-tronco saudáveis ​​e sabemos como converter células-tronco pluripotentes em diferentes tipos de células”, diz Jun Wu, autor do artigo e pesquisador associado no laboratório de Izpisua Belmonte. “Eles têm o potencial de dar origem a todos os tipos de células do corpo.”

Por enquanto, isso significa que os pesquisadores podem usar as células saudáveis ​​para gerar células cardíacas, cerebrais, musculares ou oculares a partir das células-tronco livres de mutação. Mas os métodos para tornar essas células totalmente maduras e funcionais e transplantá-las para os pacientes ainda estão em desenvolvimento.

O novo método também será um benefício para a pesquisa básica, acrescenta Izpisua Belmonte. Os cientistas há muito lutam para entender por que diferentes órgãos e tecidos são afetados de maneira tão diferente pelas mutações mitocondriais. Ao comparar as células-tronco com mutações mitocondriais com as saudáveis ​​e persuadir cada uma a se desenvolver em diferentes tipos de células, eles podem estudar esse aspecto das doenças mitocondriais com mais detalhes.

Outros pesquisadores do estudo foram Li Ma, do Salk Institute; Hong Ma, Riffat Ahmed, Eunju Kang, Yeonmi Lee, Tomonari Hayama, Ying Li Crystal Van Dyken, Nuria Marti Gutierrez, Rebecca Tippner-Hedges, Amy Koski, Nargiz Mitalipov, Paula Amato, Don P. Wolf e Shoukhrat Mitalipov de Universidade de Ciência e Saúde de Oregon; Clifford DL Folmes e Andre Terzic do clínica Mayo; Robert Morey, Sergio Mora-Castilla e Louise C. Laurent do University of California, San Diego; Joanna Poulton do Universidade de Oxford; e Xinjian Wang e Taosheng Huang de Hospital Infantil de Cincinnati.

O trabalho foi apoiado pelo G. Fundação de Caridade Harold e Leila Y. Mathers e a Leona M. e Fundo de Caridade Harry B. Helmsley.