Nasce uma estrela: célula cerebral menos conhecida ocupa o centro do palco

Nasce uma estrela: célula cerebral menos conhecida ocupa o centro do palco

Novo método de Salk aumenta eficientemente astrócitos humanos em um prato, avançando nos estudos de derrame, Alzheimer e depressão

LA JOLLA - Os neurônios há muito desfrutam dos holofotes da neurociência - e por um bom motivo: eles são atores celulares incrivelmente importantes. Mas, cada vez mais, as células de suporte em forma de estrela chamadas astrócitos estão sendo vistas como mais do que participantes no rico concurso do cérebro.

Os pesquisadores do Salk relataram um novo método de derivação de astrócitos a partir de células-tronco, abrindo amplos caminhos para a pesquisa de doenças com características inflamatórias. O protocolo, descrito na edição de 6 de junho de 2017 da Relatórios de células-tronco, oferece uma maneira mais rápida e eficaz de obter astrócitos para pesquisas cerebrais que podem gerar avanços para tratamentos de diversas condições como derrame, Alzheimer ou distúrbios psiquiátricos.

“Este trabalho representa um grande salto em nossa capacidade de modelar distúrbios neurológicos em um prato”, diz Salk Professor medidor enferrujado, titular da Vi and John Adler Chair for Research on Age-Related Neurodegenerative Disease e autor sênior do artigo. “Como a inflamação é o denominador comum em muitos distúrbios cerebrais, entender melhor os astrócitos e suas interações com outros tipos de células no cérebro pode fornecer pistas importantes sobre o que está errado na doença”.

Os astrócitos são conhecidos por apoiar os neurônios de várias maneiras, desde fornecer-lhes energia e andaimes físicos até a limpeza de seus resíduos. Os astrócitos também têm funções cerebrais mais gerais relacionadas à regulação do fluxo sanguíneo e inflamação (um marcador de lesão ou doença). Mas os métodos atuais para orientar seu desenvolvimento e diferenciá-los das células-tronco humanas são demorados e funcionalmente limitados. No novo artigo, os pesquisadores de Salk descrevem uma maneira mais eficiente de diferenciar astrócitos que são sensíveis à inflamação e funcionam de maneira muito parecida com os do nosso cérebro. Além disso, os astrócitos Salk podem ser co-cultivados junto com os neurônios, permitindo que os pesquisadores modelem as interações entre esses dois importantes tipos de células em estados saudáveis ​​e doentes.

Com os coquetéis certos de produtos químicos - chamados fatores de crescimento - administrados de maneira gradual, as células-tronco pluripotentes humanas podem ser estimuladas a se desenvolver em qualquer tipo de célula do corpo. O protocolo Salk guiou células-tronco pluripotentes, durante um período de seis semanas, primeiro para se tornarem células neurais genéricas e depois precursoras de astrócitos. Com mais banhos químicos, as células precursoras se diferenciaram em astrócitos algumas semanas depois.

“Existem outros métodos para diferenciar astrócitos, mas nosso protocolo chega mais cedo às células sensíveis à inflamação, o que torna a modelagem mais eficiente e direta”, diz Carol Marchetto, cientista sênior da Salk e uma das autoras do artigo.

Outra vantagem do novo método do laboratório Gage é que as células precursoras de astrócitos podem ser congeladas e posteriormente expandidas e diferenciadas conforme necessário, economizando aos pesquisadores aproximadamente seis semanas com cada novo experimento.

Testes revelaram que os astrócitos induzidos funcionavam muito como astrócitos isolados de tecido cerebral real. Os astrócitos criados em laboratório responderam ao neurotransmissor glutamato e cálcio de forma semelhante aos astrócitos naturais. Como astrócitos típicos, as células geradas em laboratório também responderam fortemente à presença de moléculas inflamatórias chamadas citocinas, produzindo citocinas próprias.

Além disso, a equipe testou seu protocolo em células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs), que são células adultas, geralmente derivadas da pele, que foram reprogramadas para um estado semelhante a células-tronco. O laboratório transformou com sucesso os iPSCs em astrócitos que exibiram a mesma sensibilidade à inflamação que os astrócitos naturais, fornecendo um recurso importante para o estudo de doenças em que a inflamação cerebral pode desempenhar um papel.

“Essa técnica nos permite começar a abordar questões sobre o desenvolvimento do cérebro e doenças que não podíamos fazer antes”, diz Gage. A equipe também co-cultivou astrócitos derivados de células-tronco pluripotentes com neurônios, um passo importante para explorar a relação de diferentes tipos de células cerebrais com funções normais e doenças.

“O interessante sobre o uso de iPSCs é que, se obtivermos amostras de tecido de pessoas com doenças como esclerose múltipla, Alzheimer ou depressão, poderemos estudar como seus astrócitos se comportam e como eles interagem com os neurônios”, diz Krishna Vadodaria, um Salk pesquisador associado e um dos principais autores do artigo. Este será o próximo passo na pesquisa do laboratório.

Outros autores incluídos: Renata Santos, Baptiste N. Jaeger, Arianna Mei, Sabrina Lefcochilos-Fogelquist, Ana PD Mendes, Galina Erikson, Maxim Shokhirev, Lynne Randolph-Moore, Callie Fredlender, Sonia Dave, Ruth Oefner, Conor Fitzpatrick, Monique Pena, Jerika J. Barron, Manching Ku, Ahmet M. Denli e Bilal E. Kerman de Salk; Patrick Charnay da França École Normale Supérieure; e John R. Kelsoe do University of California, San Diego.

A obra foi financiada por Janssen Pharmaceuticals, Fundação da Família Paul G. Allen, Bob e Mary Jane Engman, O Fundação JPB, The Leona M. e Harry B. Helmsley Charitable Trust, Annette C. Merle-Smith, a National Institutes of Health, Fundação G. Harold & Leila Y. Mathers, Instituto Nacional do Câncer, Fundação Chapman, Confiança de caridade Helmsley, Fundação Nacional de Ciências da Suíça, Lynn e Edward Streim, o Organização Europeia de Biologia Molecular, Fundação Bettencourt Schueller, e a Fundação Philippe.