O documento descreve os trabalhos de John Gurdon e Shinya Yamanaka que receberam o Prémio Nobel de Medicina de 2012. Gurdon demonstrou que células diferenciadas podem originar um organismo completo. Yamanaka descobriu como reprogramar células somáticas adultas para células estaminais pluripotentes através da introdução de quatro genes específicos.

1. PRÉMIO NOBEL DA FISIOLOGIA OU MEDICINA 2012
John B. Gurdon e Shinya Yamanaka
Ficha de trabalho
Parte I
Baseada na ficha da AREAL sobre o
Nobel da Medicina 2012
Esc. Sec.
Leal da Câmara
Professor Fernando Bação

2. PRÉMIO NOBEL DA FISIOLOGIA OU MEDICINA 2012 –
John B. Gurdon e Shinya Yamanaka
Os trabalhos do britânico John Gurdon e do japonês Shinya Yamanaka
permitiram descobrir que é possível reprogramar células maduras
intactas, transformando-as em células pluripotentes, as quais são
capazes de originar qualquer tipo de célula adulta. As descobertas dos
dois investigadores valeram-lhes a atribuição do Prémio Nobel da
Fisiologia ou Medicina em 2012.
O Comité Nobel considera estas descobertas revolucionárias, pois
mudaram radicalmente a maneira como a ciência encara o
desenvolvimento e a especialização celulares. Em comunicado, o Comité
afirmou: "Compreendemos hoje que a célula madura não tem de ficar
confinada para sempre ao seu estado especializado. Os manuais foram
reescritos e estabeleceram- se novos campos de investigação. Ao
reprogramar células humanas, os cientistas criaram novas oportunidades
de estudar doenças e desenvolver métodos de diagnóstico e terapia.”

3. Thomas King e Robert Briggs foram os primeiros a realizar transplantes de
núcleos celulares com rãs-leopardo (Rana pipiens), na década de 50 do
século XX.
Esta técnica foi, pouco tempo depois, utilizada por John Gurdon que, ao
trabalhar com rãs da espécie Xenopus laevis, conseguiu produzir animais
completamente desenvolvidos a partir de núcleos de células em estados
avançados de desenvolvimento. Estes resultados mudaram a ideia de que o
material nuclear das células em desenvolvimento vai lentamente perdendo
a sua capacidade de originar um organismo completo.
No entanto, durante décadas, permaneceu a dúvida se seria possível
transformar uma célula intacta (à qual não fosse necessário transplantar o
núcleo) numa célula totipotente.
Quatro décadas após os resultados de Gurdon, os trabalhos do japonês
Shinya Yamanaka esclareceram essa dúvida.

4. Yamanaka conseguiu identificar alguns genes que permitem manter
as células, quando cultivadas in vitro, num estado imaturo. De
seguida, tentou introduzir diferentes combinações destes genes em
células adultas. Verificou que a combinação de quatro desses genes
permitia reprogramar células adultas (fibroblastos) em células
estaminais pluripotentes, as quais se podiam diferenciar em
diferentes tipos de células como células nervosas, células traqueais
ou mesmo novos fibroblastos. Yamanaka designou estas células
Células Estaminais Pluripotentes induzidas (iPS). O resultado destes
trabalhos foi publicado em 2006. Investigações realizadas mais
recentemente mostraram que as iPS podem originar todos os tipos de
células do organismo.

8. Questões de exploração (itens de seleção –não constam da ficha )
1. Selecione a opção que completa corretamente a frase:
Dos investigadores referidos no texto o(s) primeiro(s) a clonar um animal…
(A) … foram Thomas King e Robert Briggs.
(B) … foram John Gurdon e Shinya Yamanaka.
(C) … foi John Gurdon.
(D) … foi Shinya Yamanaka
2. Selecione a opção que completa corretamente a frase:
John Gurdon pôde concluir com a sua experiência que …
(A) … um núcleo indiferenciado pode diferenciar-se.
(B) … um núcleo diferenciado não pode dividir-se.
(C) … um núcleo indiferenciado é totipotente.
(D) … um núcleo diferenciado pode regressar ao estado imaturo.

9. Questões de exploração (itens de seleção –não constam da ficha )
3. Selecione a opção que completa corretamente a frase:
Os genes descobertos por Shinya Yamanaka … e …
(A) … impedem a diferenciação … só existem em células totipotentes.
(B) … promovem a diferenciação … só se expressam em células pluripotentes.
(C) … promovem a diferenciação … só existem em células totipotentes.
(D) … impedem a diferenciação … só se expressam em células pluripotentes.
4. Selecione a opção que completa corretamente a frase:
Agora podemos interpretar a experiência do Gurdon considerando que o … dos óvulos da
rã tinha … responsáveis pela manutenção da pluripotencialidade.
(A) … citoplasma … genes …
(B) … núcleo … genes …
(C) … citoplasma … proteínas …
(D) … núcleo … proteínas …

10. Questões de exploração (itens de construção - constam da ficha)
1. Estabeleça as diferenças fundamentais entre os trabalhos de John Gurdon e os de
Shinya Yamanaka.
A resposta deve contemplar os seguintes tópicos:
•Ambos conseguiram obter células pluripotentes a partir de células
diferenciadas, mas os métodos de trabalho e as conclusões foram
dferentes;
I
•John Gurdon transferiu núcleos de células diferenciadas para o
citoplasmas de óvulos (células totipotentes) aos quais retirou
previamente o núcleo.
•Shinya Yamanaka transferiu genes (responsáveis pela manutenção da
pluripotencialidade) para células diferenciadas.

11. Questões de exploração
2. Durante algum tempo, julgava-se que desde a célula indiferenciada à célula
especializada existia um percurso unidirecional, sendo impossível que as células
especializadas voltassem ao estado imaturo e pluripotente. Explique em que medida os
trabalhos de Gurdon e Yamanaka contribuíram para mudar esta perspetiva sobre o
desenvolvimento e especialização celulares.
A resposta deve contemplar os seguintes tópicos:
• John Gurdon, provou que a perspetiva considerada estava errada,
pois, nas suas experiências o núcleo de uma célula diferenciada
originou um organismo completo;
• Shinya Yamanaka, descobriu o processo que pode explicar a inversão
do processo de diferenciação. Mostrou que existem genes responsáveis
pela manutenção do estado imaturo e provou experimentalmente que
podiam inverter o processo da diferenciação.

12. Questões de exploração
3. As células estaminais pluripotentes são células que existem num embrião nos
primeiros dias após a conceção. (…)
Até há pouco tempo julgava-se que apenas as células embrionárias tinham esta
capacidade.
Explicite de que forma é que os resultados dos investigadores, agora galardoados com
o prémio Nobel, podem alterar esta perspetiva e que vantagens poderão resultar
destas descobertas.
A resposta deve contemplar os seguintes tópicos:
• Como se explicou na resposta anterior, os trabalhos destes autores
provaram que as células somáticas diferenciadas, mesmo de
organismos adultos, podem voltar à indiferenciação e depois virem a
diferenciar-se noutro tipo de célula.
•Podemos considerar várias vantagens:
•podem ser “fabricadas” células de diferentes tecidos para
substituir lesões (causadas por qualquer
deficiência/acidente/doença) sem qualquer risco de rejeição, pois os
novos tecidos tem o mesmo DNA.
•não é necessário depender de células embrionárias.

13. Ficha de trabalho
Parte II
Outras investigações recentes sobre
células estaminais

14. Novas formas de produzir células estaminais embrionárias humanas
The Scientist – 5 Outubro 2011
Uma equipa de investigadores descobriu uma nova forma de produzir células estaminais
embrionárias a partir dos genes do próprio paciente, o que poderá evitar a utilização
deste tipo de células geradas a partir de embriões humanos, cuja utilização levanta
importantes questões éticas.
Nesta investigação, foram produzidas, pela primeira vez, células estaminais
embrionárias pluripotentes em seres humanos através da tecnologia da transferência
nuclear somática. Esta tecnologia permite a transferência de um núcleo de uma
célula somática de um paciente (ou seja, que é a denominação para qualquer tipo de
célula humana, com exceção das células envolvidas na reprodução) para um óvulo, do
qual foi retirado o seu núcleo. A fusão do núcleo da célula somática com esse óvulo dá
origem a uma célula que se multiplica noutras células, originando um embrião. Desse
embrião podem ser retiradas células estaminais embrionárias com material genético do
próprio paciente a serem utilizadas em tratamentos que sejam necessários, tais como
transplante de pele e outros órgãos ou noutras terapêuticas para doenças degenerativas.
Este método tem vantagens sobre o método utilizado hoje em dia para obter células
estaminais embrionárias que utiliza células de embriões excedentários de tratamentos
de fertilização in vitro, o que levanta muitas questões éticas, pois a utilização desses
embriões originará a sua morte.
Os resultados desta investigação foram publicados na revista científica Nature.
http://cibpt.wordpress.com/2011/10/20/nova-forma-de-produzir-celulas-estaminais-embrionarias-humanas/
(consulta em 1 de novembro de 2012)

15. Questões de exploração
1. A propósito da notícia anterior selecione a afirmação que não faz sentido.
(A) O trabalho de Shinya Yamanaka é posto ao serviço da medicina.
(B) Trata-se da experiência de Gurdon mas com humanos.
(C) As células estaminais humanas são obtidas a partir de embriões.
(D) Isto é clonagem humana.
2. Identifique semelhanças e diferenças entre a realidade atual e o argumento do
filme de ficção “A Ilha”.
• Semelhanças: é possível a partir de células adultas diferenciadas
obter células estaminais pluripotenciais induzidas e criar novos tecidos;
não é possível produzir orgãos separados, apenas indivíduos
completos; estes procedimentos são dispendiosos; não é ético clonar
humanos.
• Diferenças: não se dispõe de conhecimentos que permitam ter uma
taxa se sucesso elevada no processo de clonagem (não falta muito); não
se têm conhecimentos que permitam acelerar a ontogenia
(desenvolvimento desde o zigoto até ao estado adulto).

16. TPC
3. Explique a lógica da entrega do Prémio Nobel da Medicina
deste ano.
4. Investigue como terá Shinya Yamanaka introduzido os genes
da “imaturidade celular” nas células diferenciadas
(fibroblastos).