Neurônios derivados de células do cordão umbilical podem representar nova opção terapêutica

Neurônios derivados de células do cordão umbilical podem representar nova opção terapêutica

Protocolo pode abrir novos caminhos para terapias de reposição celular para condições neurológicas

LA JOLLA, CA—Por mais de 20 anos, os médicos têm usado células do sangue que permanecem na placenta e no cordão umbilical após o parto para tratar uma variedade de doenças, desde câncer e distúrbios imunológicos até doenças sanguíneas e metabólicas.

Agora, cientistas do Salk Institute for Biological Studies descobriram uma nova maneira - usando uma única proteína, conhecida como fator de transcrição - para converter células do sangue do cordão umbilical (CB) em células semelhantes a neurônios que podem ser valiosas para o tratamento de uma ampla gama de condições neurológicas, incluindo acidente vascular cerebral, lesão cerebral traumática e lesão da medula espinhal.

Esta imagem de microscópio mostra uma colônia de neurônios derivados de células do cordão umbilical usando tecnologia de reprogramação de células-tronco. O brilho verde e vermelho indica que as células estão produzindo proteínas encontradas nos neurônios, evidência de que as células do cordão umbilical de fato se transformaram em neurônios. O brilho azul marca os núcleos dos neurônios.

Imagem: Cortesia de Alessandra Giorgetti

Os pesquisadores demonstraram que essas células CB, que vêm do mesoderma, a camada intermediária das células germinativas embrionárias, podem ser trocadas por células ectodérmicas, células da camada externa das quais surgem as células cerebrais, espinhais e nervosas. “Este estudo mostra pela primeira vez a conversão direta de uma população pura de células sanguíneas de cordão humano em células de linhagem neuronal pela expressão forçada de um único fator de transcrição”, diz Juan Carlos Izpisua Belmonte, um professor da Salk's Laboratório de Expressão Gênica, que liderou a equipe de pesquisa. O estudo, uma colaboração com Fred H. Gage, um professor da Salk's Laboratório de Genética, e sua equipe, foi publicado em 16 de julho no Proceedings, da Academia Nacional de Ciências.

“Ao contrário de estudos anteriores, em que vários fatores de transcrição eram necessários para converter células da pele em neurônios, nosso método requer apenas um fator de transcrição para converter células CB em neurônios funcionais”, diz Gage.

Os pesquisadores do Salk usaram um retrovírus para introduzir o Sox2, um fator de transcrição que atua como um interruptor no desenvolvimento neuronal, nas células CB. Depois de cultivá-los em laboratório, eles descobriram colônias de células que expressam marcadores neuronais. Usando uma variedade de testes, eles determinaram que as novas células, chamadas células neuronais induzidas (iNC), poderiam transmitir impulsos elétricos, sinalizando que as células eram neurônios maduros e funcionais. Além disso, eles transferiram as células CB infundidas com Sox2 para o cérebro de um camundongo e descobriram que elas se integravam à rede neuronal existente do camundongo e eram capazes de transmitir sinais elétricos como neurônios funcionais maduros.

“Também mostramos que as células neuronais derivadas de CB podem ser expandidas sob certas condições e ainda reter a capacidade de se diferenciar em neurônios mais maduros tanto no laboratório quanto no cérebro de um camundongo”, diz Mo Li, cientista do laboratório de Belmonte e um co-primeira autora do artigo com Alessandra Giorgetti, do Centro de Medicina Regenerativa, em Barcelona, ​​e Carol Marchetto, do laboratório de Gage. “Embora as células que desenvolvemos não fossem para uma linhagem específica – por exemplo, neurônios motores ou neurônios do mesencéfalo – esperamos gerar subtipos neuronais clinicamente relevantes no futuro”.

É importante ressaltar que, diz Marchetto, “poderíamos usar essas células no futuro para modelar doenças neurológicas, como autismo, esquizofrenia, Parkinson ou Doença de Alzheimer. "

As células do cordão umbilical, diz Giorgetti, oferecem uma série de vantagens sobre outros tipos de células-tronco. Primeiro, eles não são células-tronco embrionárias e, portanto, não são controversos. Elas são mais plásticas ou flexíveis do que as células-tronco adultas de fontes como a medula óssea, o que pode torná-las mais fáceis de converter em linhagens celulares específicas. A coleta de células CB é segura e indolor e não oferece risco ao doador, podendo ser armazenadas em bancos de sangue para uso posterior.

“Se nosso protocolo for desenvolvido em uma aplicação clínica, poderá ajudar em futuras terapias de substituição de células”, diz Li. “Você pode pesquisar todos os bancos de sangue do cordão umbilical do país para procurar uma combinação adequada.”

Outros pesquisadores do estudo foram Diana Yu, Yangling Mu, Cedric Bardy e Guang-Hui Liu, do Salk Institute; e Rafaella Fazzina, Antonio Adamo, Ida Paramonov, Julio Castaño Cardoso, Montserrat Barragan Monasterio e Riccardo Cassiani-Ingoni do Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona.

O trabalho contou com o apoio do Instituto de Medicina Regenerativa da Califórnia, The Lookout Foundation, G. Harold e Fundação de Caridade Leila Y. Mathers, Leona M. e Harry B. Helmsley Charitable Trust, JPB Medical Foundation, MINECO, Fundacion Cellex e Sanofi.

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.