Descoberta da assinatura de reprogramação pode ajudar a superar barreiras à medicina regenerativa baseada em células-tronco

Descoberta da assinatura de reprogramação pode ajudar a superar barreiras à medicina regenerativa baseada em células-tronco

Cientistas da Salk mostram nove genes no centro das mudanças epigenéticas em células-tronco pluripotentes induzidas

LA JOLLA, CA—Cientistas do Salk identificaram uma assinatura molecular única em células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs), células “reprogramadas” que se mostram muito promissoras na medicina regenerativa graças à sua capacidade de gerar uma variedade de tecidos corporais.

Na semana Proceedings, da Academia Nacional de Ciências, os cientistas do Salk e seus colaboradores da Universidade da Califórnia, em San Diego, relatam que há uma diferença consistente entre células-tronco pluripotentes embrionárias e induzidas. As descobertas podem ajudar a superar os obstáculos ao uso de células-tronco induzidas na medicina regenerativa.

Uma colônia de células-tronco pluripotentes induzidas. A fluorescência azul indica núcleos celulares; vermelho e verde são marcadores de pluripotência.

Imagem: Cortesia do Salk Institute for Biological Studies

“Acreditamos que as iPSCs têm um grande potencial para o tratamento de pacientes humanos”, diz Juan Carlos Izpisua Belmonte, um professor da Salk's Laboratório de Expressão Gênica e o autor sênior do artigo. “No entanto, devemos entender completamente os mecanismos moleculares que regem seu perfil de segurança para ter certeza de sua função no corpo humano. Com a descoberta dessas pequenas, mas aparentes, diferenças epigenéticas, acreditamos que agora estamos um passo mais perto desse objetivo”.

As células-tronco embrionárias (ESCs) são conhecidas por sua “pluripotência”, a capacidade de se diferenciar em praticamente qualquer célula do corpo. Devido a essa capacidade, há muito se pensa que os ESCs seriam ideais para personalizar para usos terapêuticos. No entanto, quando os ESCs amadurecem em tipos de células específicos e são então transplantados para um paciente, eles podem provocar respostas imunes, potencialmente fazendo com que o paciente rejeite as células.

Em 2006, os cientistas descobriram como reverter células maduras, que já haviam se diferenciado em determinados tipos de células, como células da pele ou células ciliadas, de volta a um estado pluripotente. Essas “células-tronco pluripotentes induzidas” (iPSCs), que poderiam ser desenvolvidas a partir das próprias células do paciente, teoricamente não acarretariam risco de rejeição imunológica.

No entanto, os cientistas descobriram que as iPSCs tinham diferenças moleculares em relação às células-tronco embrionárias. Especificamente, houve mudanças epigenéticas, modificações químicas no DNA que podem alterar a atividade genética. Em certos pontos do genoma do iPSC, os cientistas puderam ver a presença de diferentes padrões de grupos metil quando comparados aos genomas dos ESCs. Parecia que essas mudanças ocorreram aleatoriamente.

Izpisua Belmonte e seus colegas queriam entender mais sobre essas diferenças. Eles eram realmente aleatórios ou havia um padrão discernível?

Ao contrário de estudos anteriores, que analisaram principalmente iPSCs derivados de apenas um tipo maduro de células (principalmente células de tecido conjuntivo chamadas fibroblastos), os pesquisadores de Salk e UCSD examinaram iPSCs derivados de seis tipos diferentes de células maduras para ver se havia alguma semelhança. Eles descobriram que, embora houvesse centenas de mudanças imprevisíveis, algumas permaneceram consistentes entre os tipos de células: os mesmos nove genes foram associados a essas mudanças comuns em todas as iPSCs.

Sergio Ruiz, pesquisador associado e Juan Carlos Izpisua Belmonte, professor do Laboratório de Expressão Gênica.

Imagem: Cortesia do Salk Institute for Biological Studies

“Sabíamos que havia diferenças entre iPSCs e ESCs”, diz Sergio Ruiz, primeiro autor do artigo, “agora temos uma marca de identificação para o que eles são”.

O significado terapêutico desses nove genes aguarda mais pesquisas. A importância do estudo atual é que ele dá aos pesquisadores de células-tronco uma compreensão nova e mais precisa das iPSCs.

Outras pesquisas no estudo foram: Dinh Diep (co-primeiro autor), Athurva Gore, Athanasia D. Panopoulos, Nuria Montserrat, Nongluk Plongthongkum, Sachin Kumar, Ho-Lim Fung, Alessandra Giorgetti, Josipa Bilic, Erika M. Batchelder, Holm Zaehres, Natalia G. Kan, Hans R. Schöler, Mark Mercola e Kun Zhang.

O trabalho foi apoiado por doações do Instituto de Salud Carlos III, Focht-Powell Fellowship, Fundacion Cellex, MINECO, Sanofi, o G. Harold e Fundação de Caridade Leila Y. Mathers, The Leona M. e Harry B. Helmsley Charitable Trust, CIRM e NIH.

Sobre o Salk Institute for Biological Studies:
O Salk Institute for Biological Studies é uma das mais proeminentes instituições de pesquisa básica do mundo, onde professores de renome internacional investigam questões fundamentais das ciências da vida em um ambiente único, colaborativo e criativo. Com foco na descoberta e na orientação de futuras gerações de pesquisadores, os cientistas da Salk fazem contribuições inovadoras para nossa compreensão do câncer, envelhecimento, Alzheimer, diabetes e doenças infecciosas, estudando neurociência, genética, biologia celular e vegetal e disciplinas relacionadas.

As realizações do corpo docente foram reconhecidas com inúmeras honras, incluindo Prêmios Nobel e associações na Academia Nacional de Ciências. Fundado em 1960 pelo pioneiro da vacina contra a poliomielite Jonas Salk, MD, o Instituto é uma organização independente sem fins lucrativos e um marco arquitetônico.