CÉLULAS-TRONCO Fatos, Ficção e Futuro

1. CÉLULAS-TRONCO Fatos, Ficção e Futuro Nance Beyer Nardi Departamento de Genética UFRGS

2. CÉLULAS-TRONCO Fatos, Ficção e Futuro... em setembro de 2007! Nance Beyer Nardi Departamento de Genética UFRGS

3. Fatos x Ficção

4. Fatos, ficção e futuro: • Identidade, características básicas • Métodos de obtenção • Manutenção in vitro • Plasticidade • O papel do nicho • Aplicações terapêuticas

5. 1 - Identidade e características básicas das células-tronco

6. Células-tronco • proliferam mantendo-se como célula- tronco • originam células diferenciadas • (colonizam o organismo)

7. Expansão clonal

8. Manutenção do compartimento de células-tronco mitose assimétrica

9. Manutenção do compartimento de células tronco assimetria invariante assimetria populacional

10. A célula-tronco embrionária x a célula-tronco do adulto

11. A célula-tronco embrionária

13. botão interno 1 2 3 4 5 6 7 trofoblasto As primeiras células embrionárias são células-tronco (stem cells) pluripotentes

14. célula-tronco embrionária - pluripotente -

15. Linhagem de célula-tronco embrionária As células-tronco embrionárias são utilizadas após isolamento e cultivo, originando linhagens celulares permanentes.

16. Ficção: As células do zigoto, ou do botão interno do bastocisto, são equivalentes.

17. Fig. 3. Relative order of M- and E-second cleavage divisions and the spatial pattern of allocation of their progeny at the blastocyst stage. Consequências?...

18. A célula-tronco “adulta”

19. hematopoiética (medula óssea, cordão umbilical, sangue periférico) neuronal músculo esquelético (células satélites) mesenquimal (vários órgãos) epitelial MAPC Materno-fetal

20. função principal: manter as células que vão morrendo no organismo ao longo dos anos • reparar lesões

21. Renovação celular a partir de células-tronco célula tronco do adulto - multipotente - As células sanguíneas são renovadas a partir de células tronco presentes (~0,1%) na medula óssea.

22. QUAL A RELAÇÃO EXISTENTE ENTRE AS DIFERENTES POPULAÇÕES DE CÉLULAS-TRONCO ADULTAS? ? ? • Cada órgão/tecido apresenta • seu conjunto de células-tronco • medula óssea (CT hematopoiética) • pele (CT epitelial) • músculo (CT muscular) • cérebro (CT neuronal) • múltiplos (CT mesenquimal) • fígado • rins • coração • etc

23. Enquanto a “verdadeira” célula tronco pode tanto se auto-renovar como originar células diferenciadas... ... células “progenitoras”já estáo irreversivelmente comprometidas com a diferenciação. Qual a relação entre os diferentes compartimentos de células-tronco no adulto?

24. EMBRYO ESC ADULT aSC1 aSC2 aSC3 aSC4 aGSC Qual a relação entre os diferentes compartimentos de células-tronco no adulto? Modelos: 1 – O indivíduo nasce com os compartimentos de células-tronco órgão-específicos, que se mantêm como tal ao longo da vida.

25. EMBRYO ESC ADULT aGSC aSC1 PaSC aSC2 aSC3 aSC4 Qual a relação entre os diferentes compartimentos de células-tronco no adulto? 2 – O indivíduo nasce com um compartimento de células-tronco mais primitivas, que repõem os compartimentos órgão-específicos ao longo da vida.

26. Ficção: Conhecemos as células-tronco adultas. • Cada órgão/tecido apresenta • seu conjunto de células-tronco • medula óssea (CT hematopoiética) • pele (CT epitelial) • músculo (CT muscular) • cérebro (CT neuronal) • múltiplos (CT mesenquimal) • fígado • rins • coração • etc

27. Células-tronco • proliferam mantendo-se como célula- tronco • originam células diferenciadas Ficção: Conhecemos as células-tronco adultas.

28. CULTIVO CELULAR modificação das propriedades biológicas da célula-tronco Ficção: Conhecemos as células-tronco adultas. Mas: como saber que a “célula-tronco” tem a capacidade de proliferar e diferenciar?

29. Futuro: Identificação prospectiva das células-tronco, in situ, nos organismos. Como?...

30. 2 – Métodos de obtenção de células-tronco

31. 2.1 – Métodos de obtenção de células-tronco embrionárias

32. coleta do botão interno do blastocisto; ou • coleta de células germinativas primordiais do feto.

33. Ficção: a ciência pode informar se o blastocisto é ou não um “ser humano”.* * ou: que tem um potencial suficientede ser um “ser humano” para merecer a proteção que um ser humano merece.

34. Futuro: coletando células-tronco embrionárias sem destruição do embrião. em humanos?...

35. Futuro: reprogramação genética “desdiferenciando” células somáticas adultas. em humanos?...

36. Fatos, ficção e futuro: • Identidade, características básicas • Métodos de obtenção • Manutenção in vitro • Plasticidade • O papel do nicho • Aplicações terapêuticas

37. 2.2 – Métodos de obtenção de células-tronco adultas

38. Células tronco do adulto: isolamento • células raras • morfologia pouco diferenciada COMBINAÇÃO DE PROTOCOLOS • marcadores de superfície pouco conclusivos

39. marcador • Marcadores (proteínas) de superfície • marcação com anticorpos específicos • separação em colunas magnéticas...

40. Marcadores (proteínas) de superfície • marcação com anticorpos específicos • separação em colunas magnéticas ou por citometria de fluxo

41. Aderência: MSC Cultivo de medula óssea com remoção constante das células não aderentes.

42. Side population: HSC Medula óssea murina incubada com Hoechst 33342

43. Morfologia: célula tronco muscular (célula satélite) Satellite cell activation in diaphragm muscle fibers. Events such as muscle fiber injury may trigger mitotic activation of normally quiescent myonuclei (satellite cells). These satellite cells may fuse with other myonuclei and promote protein synthesis, inducing muscle hypertrophy. Satellite cells may migrate to other fibers, leading to MHC co-expression. New fibers may also be formed via satellite cell activation.

44. Ficção: as células-tronco adultas são de difícil obtenção. Coleta de lipoaspirado Coleta de medula óssea Biópsia de pele

45. 2.3 – Obtenção de células-tronco embrionárias por clonagem

46. embrião normal embrião clonado

47. Clonagem: reprodutiva x terapêutica transferência nuclear

48. Problemas com os procedimentos de clonagem

49. Fato: clonagem de mamíferos a partir de células adultas

50. Ficção: clonagem humana SCIENCE VOL 308 17 JUNE 2005