Célula tronco

Definição

Uma célula-tronco, encontrada em embriões (células-tronco embrionárias) e adultos (células-tronco somáticas), é uma célula imatura e não especializada que pode se diferenciar em um ou mais tipos de células de funcionamento ou regeneração específicas. Isso os torna utilizados no tratamento de doenças degeneradas. Uma célula -tronco totipotente pode se tornar qualquer tipo de célula dentro do organismo em que é encontrado; Uma célula pluripotente pode se tornar uma ampla gama de tipos de células; Uma célula unipotente é restrita a um tipo de célula.

O que é uma célula -tronco?

Uma célula -tronco é uma forma inicial de célula que tem o poder de se tornar uma célula especializada. A primeira célula -tronco totipotente em mamíferos é o zigoto – formado depois que o esperma fertilizou o ovo. Cada célula do corpo é produzida a partir desta célula.

Enquanto alguns livros didáticos dizem que as células cancerígenas podem ser totipotentes, esse não é o caso. Uma célula totipotente deve ser capaz de se transformar em um organismo completo e seus tecidos de apoio através da divisão. Algumas células cancerígenas podem se diferenciar em outros tecidos, mas não são totipotentes. Uma vez que uma célula-tronco (SC) se diferencia em uma célula que é incapaz de se tornar todos os tipos de células tanto no organismo quanto na mãe (como uma célula formadora de placenta), ela não é mais totipotente, mas pluripotente.

Os SCs podem ser totipotentes (o zigoto e os primeiros estágios da divisão do zigoto em blastômeros), pluripotente, multipotente, oligopotente ou unipotente. Ele não tem nenhuma função, exceto produzir formas celulares que diferem de sua própria estrutura. É o único papel ser diferenciado. Quantos tipos de células em que uma célula -tronco pode se diferenciar é decidida de acordo com seu nível de potência. O mecanismo de controle de onde e quando esta célula se divide para se tornar outro tipo de célula é encontrado no DNA.

Tipos de células -tronco

Os tipos de células -tronco são categorizados de acordo com o nível de potência. Quanto maior o nível de potência das células -tronco, maior a faixa de diferenciação. SCs somáticos (adultos) são encontrados em todos os tecidos adultos e fetais; Eles substituem as células danificadas dentro desse tecido e não são totipotentes.

Totipotent

A célula -tronco embrionária totipotente pode se diferenciar em todos os tipos de células e também formar tecido placentário dentro da mãe. As oito primeiras células de um único ovo fertilizado (zigoto) são totipotentes. Após a primeira rodada da divisão celular, o zigoto se torna dois blastômeros idênticos; Na segunda rodada, os dois blastômeros se tornam quatro blastômeros; No terceiro ciclo de divisão, oito blastômeros são produzidos. Somente até este ponto o SC Totipotent. Se um único blastômero se separar do grupo neste estágio muito inicial, gêmeos idênticos são o resultado. Se dois blastômeros separados do grupo principal, trigêmeos idênticos podem se desenvolver.

Como cada divisão celular totipotente-chamada de clivagem nesse estágio inicial-leva entre doze a vinte e quatro horas, as células-tronco embrionárias totipotentes só podem ser extraídas entre um e meio e três dias após a fertilização.

Pluripotente

Uma célula -tronco pluripotente pode se diferenciar em qualquer tipo de célula adulta, mas não no tecido placentário. Uma vez que oito blastômeros se formaram, ocorre a primeira rodada de diferenciação para formar um trofoblasto externo e embrileblasto interno. Se um grupo inteiro de células pluripotentes diferenciadas primitivas forem separadas neste momento, é improvável que um embrião se desenvolva. A camada de trofoblastos se torna a placenta e o embrionário do embrião.

As células embrionárias se diferenciam em qualquer uma das células do ectoderme, mesoderma e endoderme de um embrião.

• Ectoderma: torna -se pele, cabelo e sistema nervoso.
• Mesoderma: torna -se músculo, esqueleto, gordura, sistema circulatório (incluindo células sanguíneas) e rins.
• Endoderma: torna -se pulmões, fígado, tireóide, pâncreas, trato urinário e trato gastrointestinal.

A maioria dos SCs usados hoje em pesquisa são células embrionárias pluripotentes. Existem questões éticas como, para grandes grupos da população, a vida começa na concepção.

As células -tronco pluripotentes induzidas (iPSCs) são produzidas em laboratório. Essas são células somáticas projetadas para se comportar como as embrionárias. Atualmente, seu uso é limitado à pesquisa, mas eles significam menos questões éticas. Um adulto pode optar por doar suas células -tronco para bancos internacionais que podem ou não corresponder aos destinatários de todo o mundo.

Multipotente

Uma célula -tronco multipotente é uma célula adulta. Isso não significa que é encontrado apenas em adultos – um feto de aproximadamente dez semanas é composto por SCs adultos multipotentes. A divisão produz uma célula filha especializada e uma célula filha indiferenciada (STEM). Exemplos de células multipotentes são:

• Célula -tronco hematopoiética: torna -se uma célula sanguínea.
• Célula -tronco mesenquimal: torna -se uma célula de tecido conjuntivo.
• Célula -tronco neural: torna -se um neurônio, astrócito ou oligodendrócito.
• Células -tronco epiteliais (células -tronco da pele): torna -se a pele e as células ciliadas.

É possível extrair SCs do cordão umbilical durante o nascimento. As células -tronco do sangue do cordão umbilical produzem células sanguíneas e mesenquimais. Como as células -tronco umbilicais têm um nível mais alto de potência do que outros SCs multipotentes com menos características específicas, elas produzem uma resposta imune mais baixa quando inseridas em outro organismo da mesma espécie.

Oligopotente e unipotente

A célula -tronco oligopotente diferencia apenas em um pequeno grupo de tipos de células relacionadas. As células-tronco linfóides e mielóides e o epitélio escames de córnea SCs renovam continuamente as células de vida curta de seus tecidos específicos.

O SC unipotente produz um único tipo de célula para regenerar populações. Quase todas as células do corpo são unipotentes; A diferença entre uma célula normal e uma célula -tronco é essa capacidade de renovação. As células progenitoras unipotentes permitem a regeneração de células com uma vida útil curta; Exemplos de progenitores unipotentes são células -tronco musculares e células -tronco epidérmicas.

Nullipotent

Quando um SC é danificado e não pode diferenciar, ou quando uma célula -tronco diferenciada não se divide (como nos glóbulos vermelhos), torna -se uma célula -tronco nulipotente.

Um bom exemplo é o processo de reparo da queimadura da pele. Quando a pele está queimada pelo sol, as camadas superior (morta) da pele estão danificadas; Novas células produzidas por células -tronco basais unipotentes acabam substituindo -as. Quando uma queima é profunda e as células basais são danificadas, elas não podem mais se dividir ou diferenciar; Eles foram danificados na medida em que são nulrotentes.

Em vez disso, os SCs do tecido conjuntivo subjacentes diferenciam e formam uma cicatriz que não é pele. Os enxertos de pele de tecido saudável colocados em uma queimadura profunda reduzem as cicatrizes porque introduzem SCs basais não danificados no tecido prejudicial à saúde.

Estrutura de células -tronco

A estrutura das células -tronco depende do nível de potência. Uma célula totipotente tem a estrutura de um zigoto ou um blastômero. Uma célula unipotente se assemelhará mais à célula em que se diferencia.

A maioria dos SCs é redonda com nucléolos proeminentes e um alto núcleo para o citoplasma (um núcleo grande). Eles contêm as mesmas organelas que outras células – retículo endoplasmático áspero e liso, aparelho de Golgi, mitocôndrias, lisossomos, centrossomas e centríolos.

Investigação sobre células estaminais

Nos laboratórios, os SCs embrionários se reproduzem por períodos indefinidos e são chamados de células imortais. A palavra “imortal” levou muitas pessoas a acreditar que esses tratamentos podem interromper o processo de envelhecimento. Isso não é – pelo menos ainda não – verdadeiro.

Teoricamente, as células propagadas podem ser projetadas para diferenciar in vivo (em um organismo vivo) ou in vitro (fora de um organismo vivo) para formar qualquer um dos duzentos e vinte tipos de células humanas adultas.

As células produzidas no laboratório têm muito menos probabilidade de serem rejeitadas pelos corpos de indivíduos não relacionados. O tratamento com células -tronco, portanto, é considerado o futuro do transplante de órgãos e terapias de renovação de tecidos.

A pesquisa com células -tronco não diz respeito apenas à substituição ou reparo de tecido danificado ou envelhecido. Também inclui investigar os sinais que influenciam a diferenciação. Fatores externos ou ambientais, sinalização celular e controle genético de processos de especialização em células -tronco nos ajudam a entender como o corpo se cura e regula a renovação dos tecidos.

Mesmo assim, as tecnologias de células -tronco ainda estão em estágios muito iniciais. Primeiro, devemos entender os processos exatos que transformam uma célula totipotente em uma célula hepática, por exemplo, antes que uma terapia com células -tronco possa ser desenvolvida para danos no fígado. Se esse processo não for exatamente entendido, qualquer uma das milhares de variáveis poderá fazer com que as injeções de SC se diferenciem em tipos de tecido indesejados. Até o gel nutricional de uma cultura laboratorial pode afetar quais células filhas são produzidas.

Sabe -se que a baixa imunidade em combinação com o transplante de SC embrionário humano leva à formação de teratoma. Um estudo mostrou como as células-tronco humanas injetadas em camundongos imunes-com-concompados causaram crescimento de teratoma do tecido humano. Os teratomas formados naturalmente deram aos cientistas a idéia da existência de células pluripotentes na década de 1950.

Terapia com células -tronco

A terapia com células -tronco ainda está passando por ensaios clínicos em uma pequena seleção de doenças, nem sempre com os melhores resultados. O tratamento da cegueira causado pela degeneração macular com injeção de células-tronco parece ajudar alguns pacientes com deficiência visual, mas certamente não todos. O próprio SCS está sendo cada vez mais usado para “cultivar” o tecido que, uma vez grande o suficiente, pode ser transplantado sem o risco de rejeição. Os transplantes traqueais, por exemplo, foram realizados usando implantes gerados por SC.

Em 2020, a Administração de Alimentos e Medicamentos relatou: “Atualmente, os únicos produtos de células-tronco que são aprovadas pela FDA para uso nos Estados Unidos consistem em células-tronco formadoras de sangue …”.

Desde então, esta lista cresceu à medida que mais pesquisas clínicas alcançam os resultados. Os tratamentos aprovados agora incluem:

• SCs do cordão umbilical para regeneração de células sanguíneas em pessoas com distúrbios sanguíneos.
• Organogênese SCs para o tratamento de gengivas de recuperação e cartilagem danificada. A terapia com células -tronco para joelhos funciona para alguns e não para outros; Este tratamento específico ainda não foi aprovado pelo FDA.
• Terapia cosmética personalizada usando injeção de células -tronco para reduzir as dobras nasolabiais.
• Terapia imunológica autóloga contra câncer de próstata.

Infelizmente, muitas clínicas oferecem tratamentos com células -tronco “aprovadas” que ainda não foram comprovadas ou aprovadas. Certamente, nossa falta de conhecimento sobre quando, como e no que um SC diferencia deve nos fazer esperar até que mais estudos e pesquisas clínicas tenham sido realizadas.

Os transplantes de cabelo de células-tronco são oferecidos em todo o mundo e frequentemente anunciados como terapias aprovadas pela FDA-isso está muito longe do caso. O risco de teratoma e até o desenvolvimento da neoplasia (tumor benigno ou maligno) quando ambientes internos ou externos mudam o curso da diferenciação SC é uma possibilidade que não deve ser ignorada.

Ainda temos décadas de pesquisa antes que a terapia da SC chegue perto dos relatórios iniciais e esperançosos que preenchiam jornais no início deste século. Embora os estudos devam lidar com um grande número de variáveis, espera-se que a terapia com células-tronco se torne um futuro tratamento de primeira linha para distúrbios degenerativos e imunológicos.

Bibliografia

Aparecer esconder

Moore KL, Persaud TVN, Torchia MG. (2019). Antes de nascermos: itens essenciais de embriologia e defeitos congênitos, 10º Amsterdã, Elsevier. Slack JMW. (2018). A ciência das células -tronco. Hoboken, Wiley.

• Moore KL, Persaud TVN, Torchia MG. (2019). Antes de nascermos: itens essenciais de embriologia e defeitos congênitos, 10º Amsterdã, Elsevier.
• Slack JMW. (2018). A ciência das células -tronco. Hoboken, Wiley.

Última atualização em 20 de agosto de 2022