Novo método cria suprimento infinito de células precursoras renais

Novo método cria suprimento infinito de células precursoras renais

Pesquisadores da Salk conseguiram, pela primeira vez, criar células progenitoras renais que sobrevivem em laboratório

LA JOLLA—Cientistas do Instituto Salk descobriram o Santo Graal da juventude sem fim—pelo menos quando se trata de um tipo de célula precursora do rim humano. Tentativas anteriores de manter as culturas das chamadas células progenitoras do néfron frequentemente falhavam, pois as células morriam ou perdiam gradualmente seu potencial de desenvolvimento, em vez de permanecerem em um estado precursor mais útil do ponto de vista médico.

Mas, usando uma cultura tridimensional e uma nova mistura de moléculas de suporte, os pesquisadores de Salk conseguiram suspender as células no início de seu desenvolvimento. Essas células renais em estágio inicial podem ser usadas para cultivar tecido renal substituto para estudar o órgão, bem como tratar doenças.

“Nós fornecemos uma prova de princípio de como fazer e manter um número ilimitado de células renais precursoras”, diz Juan Carlos Izpisua Belmonte, professor do Laboratório de Expressão Gênica de Salk. “Ter um suprimento dessas células pode ser um ponto de partida para cultivar órgãos funcionais em laboratório, bem como uma maneira de começar a aplicar terapia celular a rins com genes defeituosos”. A obra foi publicada em Cell Stem Cell em agosto 25, 2016.

Células progenitoras de néfron (NPCs), pelo menos em humanos, normalmente só existem durante um breve estágio de desenvolvimento embrionário. As células passam a formar os néfrons, as unidades funcionais do rim, responsáveis ​​pela filtragem do sangue e pela excreção da urina. Mas os adultos não têm NPCs remanescentes para desenvolver novo tecido renal após dano ou doença. A geração de NPCs em laboratório, acreditam os cientistas, oferecerá uma nova maneira de estudar o desenvolvimento dos rins e, eventualmente, tratar doenças renais.

Anteriormente, outros grupos de cientistas usaram células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs) para produzir células semelhantes a NPC. “Essas abordagens levam muito tempo, é difícil isolar uma população pura e as células do tipo NPC ainda são transitórias”, diz Zhongwei Li, pesquisador associado do laboratório Izpisua Belmonte e coautor do novo artigo. Nesses casos, os NPCs muitas vezes amadureceram em células renais adultas em questão de dias, não deixando nenhuma população estável de células progenitoras para estudar.

Trabalhando primeiro com NPCs diretamente isolados de embriões de camundongos, Izpisua Belmonte, Li e colaboradores trabalharam para desenvolver métodos que manteriam os NPCs em seu estado progenitor geralmente transitório. Eles descobriram que, se mantivessem as células em uma cultura tridimensional, em vez de uma placa plana, e usassem uma nova mistura de moléculas sinalizadoras, poderiam manter os NPCs por mais de 15 meses. Eles continuaram mostrando que as células – quando movidas para novas condições – poderiam ser induzidas a se desenvolver em estruturas funcionais semelhantes a néfrons tanto no laboratório quanto quando transplantadas para animais.

Em seguida, a equipe usou NPCs embrionários humanos e NPCs humanos gerados a partir de células-tronco para ajustar o protocolo para uso humano. Mais uma vez, eles foram capazes de manter os NPCs a longo prazo.

“A estratégia de cultura 3D usada em nosso estudo pode potencialmente ser aplicada a outros progenitores de linhagem para a formação eficiente de organoides de tecido”, diz o co-primeiro autor Jun Wu, pesquisador associado de Salk.

Além de uma terapia regenerativa para substituir órgãos doentes, os cientistas acrescentam que os NPCs podem ser usados ​​para modelar doenças em laboratório. Ao introduzir mutações relacionadas à doença nas células, os pesquisadores podem estudar o início e a progressão da doença e obter novos insights sobre a doença, bem como rastrear e descobrir novos medicamentos para tratamento.

A seguir, os pesquisadores querem investigar como cultivar os outros tipos de células progenitoras necessárias para um rim completo, além dos néfrons formados pelos NPCs. “Existem várias células progenitoras que trabalham juntas para formar um órgão inteiro”, acrescenta o co-primeiro autor Toshikazu Araoka, pesquisador associado da Salk. “Se pudermos cultivar as outras células progenitoras também, estaremos mais perto de construir um rim para transplante.”

Outros pesquisadores do estudo foram Hsin-Kai Liao, Mo Li, Min-Zu Wu, Isao Tamura, Yun Xia, Ergin Beyret e Concepcion Rodriguez Esteban do Salk Institute; Marta Lazo e Josep M. Campistol da Clínica Hospitalar de Barcelona; Bing Zhou e Yinghui Sui do University of California, San Diego; Taji Matsusaka de Escola de Medicina da Universidade de Tokai; Ira Pastan do Instituto Nacional do Câncer; Isabel Guillen e Pedro Guillen de Clinica Cemtro em Madri.

O trabalho e os pesquisadores envolvidos foram financiados por bolsas da Fundação da Universidade de Kyoto, o Fundação Nagai Tóquio, a Kidney Foundation Japan, a Instituto de Medicina Regenerativa da Califórnia, uma bolsa da Fundação Catharina, o Universidade Católica San Antonio de Murcia (UCAM), Fundação Dr. Pedro Guillen, Fundação de Caridade G. Harold e Leila Y. Mathers, The Leona M. e Harry B. Helmsley Charitable Trust e Fundação Moxie.