Nesta apresentação, a professora da UFRJ e Acadêmica, Patrícia Rocco, traz resultados de seu grupo de pesquisa nas investigações do uso de células-tronco em doenças respiratórias
Existe perspectiva futura para a terapia com células-tronco em doenças respiratórias?
1.
2. EXISTE PERSPECTIVA FUTURA PARA A
TERAPIA COM CÉLULAS-TRONCO EM
DOENÇAS RESPIRATÓRIAS?
Patricia Rieken Macêdo Rocco, MD, PhD
Professora Titular em Respiração
Chefe do Laboratório de Investigação Pulmonar
Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho,
Universidade Federal do Rio de Janeiro,
Rio de Janeiro, Brasil
3. CÉLULAS PROGENITORAS
EPITELIAIS
• Diversas células apresentam capacidade de proliferação e
diferenciação:
células do epitélio da traquéia e grandes vias aéreas,
células de Clara,
pneumócitos tipo II
Giangreco el al. 2009; Antunes et al., 2011, 2012
5. CÉLULAS PROGENITORAS
• Incapacidade de tais células em regenerar e reparar os
pulmões.
Células Progenitoras
Administração
de Células-Tronco
Giangreco el al. 2009; Antunes et al., 2011
7. CÉLULAS-TRONCO: DEFINIÇÃO
• As células-tronco são células indiferenciadas que
podem se diferenciar e constituir diferentes tecidos
no organismo.
• Outra capacidade especial das células-tronco é a
auto-renovação, ou seja, elas podem gerar cópias
idênticas de si mesmas.
Abreu et al., 2011
8. CÉLULAS-TRONCO
POTENCIAL DE DIFERENCIAÇÃO
TERMO DEFINIÇÃO EXEMPLO
Totipotentes São as mais indiferenciadas Zigoto
Capacidade de formar todos os tipos celulares
e anexos embrionários
Células
Pluripotentes Capacidade de se diferenciar em
provenientes
quase todos os tipos celulares dos 3
folhetos
folhetos embrionários, exceto
embrionários
placenta e anexo embrionário
Capacidade de se diferenciar em Adultas (somáticas)
MULTIPOTENTES tipos celulares de um mesmo
folheto embrionário
Capacidade de gerar um único Pneumócito Tipo II
Unipotentes
tipo celular
Weiss et al. 2008, Abreu et al., 2011
10. • Diminuir a morte celular e/ou aumentar a
capacidade de regeneração tecidual.
Abreu et al., 2011
11. CÉLULAS-TRONCO
MECANISMOS DE AÇÃO
ESPAÇO VASCULAR TECIDO LESADO (PULMÃO)
DIFERENCIAÇÃO
Mecanismo
Mecanismo
ainda não
ainda não
SDF-1α demonstrado
demonstrado
CXC
CÉLULA-TRONCO CÉLULA EPITELIAL
INDIFERENCIADA PULMONAR
TRANSFERÊNCIA LATERAL DE RNA
FUSÃO CELULAR
CÉLULA-TRONCO CÉLULA EPITELIAL
CÉLULA-TRONCO
PULMONAR
ADULTAS
INDIFERENCIADAS
CÉLULA-TRONCO E CÉLULA EPITELIAL
EPITELIAL PULMONAR PULMONAR REPARADA
LESADA
Katsuda et al., 2012
12. CÉLULAS-TRONCO
MECANISMO PARÁCRINO
MACRÓFAGOS
LIBERAÇÃO CITOCINAS
PROCESSO
INFLAMATÓRIO
NEUTRÓFILOS
MIGRAÇÃO PARA O SÍTIO
DE LESÃO
CITOCINAS E QUIMIOCINAS
IL1-R MIOFIBROBLASTOS
EXPRESSÃO DE
TGF-β COLÁGENO I
VEGF CÉLULAS ENDOTELIAIS
ESTÍMULO
À ANGIOGÊNESE
IL-10
CÉLULAS- TRONCO
ADULTAS Pulavendran et al., 2012
13.
14. ASMA
• Prevalência: 300 milhões de pessoas no mundo (OMS)
• Mortalidade: 8 pessoas ao dia, 250.000 mortes/ano
(Ministério da Saúde, 2008)
• Elevados custos públicos
HUMANO
SOCIAL
FINANCEIRO
GINA 2011
15. ASMA
• Asma é caracterizada por um processo inflamatório
crônico que acomete as vias aéreas e o parênquima
pulmonar associada a hiperresponsividade e
episódios reversíveis de broncoconstrição.
• A maioria dos pacientes tem seus sintomas
controlados com broncoditalatores e
corticosteróides. GINA 2011
16. • Aproximadamente 5% dos pacientes asmáticos
são refratários a terapia convencional.
FIBROSE
FIBROSE
SUBEPITELIAL
SUBEPITELIAL
HIPERPLASIA
HIPERPLASIA ESPESSAMENTO
ESPESSAMENTO
MUSCULATURA LISA
MUSCULATURA LISA DE PAREDE
DE PAREDE
REMODELAMENTO
REMODELAMENTO
HIPERPLASIA
HIPERPLASIA ANGIOGÊNESE
ANGIOGÊNESE
MIOFIBROBLASTO
MIOFIBROBLASTO
ALTERAÇÕES MEC
ALTERAÇÕES MEC
GINA 2011
17. ASMA
• Epitélio das vias aéreas do paciente asmático
apresenta reduzida capacidade regenerativa.
Redução do pool Redução das
de células-tronco células-tronco
residentes endógenas
Kim et al., 2005; Palange et al., 2006
18. TERAPIA COM CÉLULAS
MONONUCLEARES
DERIVADAS DE MEDULA
ÓSSEA EM MODELO DE
ASMA ALÉRGICA
28. 3.0 3.0
(Fold changes relative C-SAL)
*
(Fold changes relative C-SAL)
2.5 2.5
*
2.0 2.0
TGF- β
IL-5
1.5 1.5 *#
1.0 1.0
*#
0.5 0.5
*
0 0
SAL CELL SAL CELL SAL CELL SAL CELL
C OVA C OVA
Abreu et al., 2011
29. CONCLUSÃO
• A terapia com células mononucleares derivadas de
medula óssea reduziu os processos inflamatório e de
remodelamento acarretando melhora na função
pulmonar no presente modelo de asma alérgica.
• Tais resultados ocorrem apesar da pequena quantidade
de células implantadas, sugerindo mecanismo
parácrino.
Abreu et al., 2011
30. O
ZID
REDU NTE
A
IMPL ONAR
M
PUL
VIA
INTRAVENOSA
SANGUE
31. CMDMO
O
ZID
REDU NTE
A VIA
IMPL ONAR INTRATRAQUEAL
M
PUL
IMPL
VIA PUL ANTE
MON
INTRAVENOSA AR
CMDMO SANGUE
50. CONCLUSÕES
• Tanto as células mononucleares como as células
mesenquimais reduziram os processos
inflamatório e de remodelamento.
• Entretanto, as células mononucleares
acarretaram melhor resposta benéfica em reduzir
os fatores de crescimento e a fibrogênese em
comparação às células mesenquimais. Abreu et al., 2013
51. ESTUDO CLÍNICO
Patricia R.M. Rocco, Sergio A.L. Souza, Bianca Gutfilen,
Alexandre P. Cardoso, Lea Mirian B. Fonseca, Regina C.
Goldenberg, Marcelo M. Morales,
Jose Roberto Lapa e Silva
52. ESTUDO FASE 1
• Estudo clínico prospectivo e não-randomizado.
• Avaliação da segurança
• 10 pacientes com asma persistente que não
respondem às terapias com corticosteróide,
broncodilatador e anti-IgE.
• Transplante autólogo de células mononucleares
derivadas de medula óssea.
56. DOENÇA PULMONAR
OBSTRUTIVA CRÔNICA
Doença caracterizada por limitação do fluxo aéreo
que não é totalmente reversível. A limitação do
fluxo aéreo é geralmente progressiva e associada a
uma resposta inflamatória anormal do pulmão a
partículas ou gases nocivos.
GOLD 2011
69. Effect of Bone Marrow Derived Mesenchymal Stromal
Cells From Healthy Patients Associated with
Endobronchial Valves for Severe Pulmonary
Emphysema- a Phase I Safety and Feasibility Study
Hugo Oliveira, Amarilio Vieira de Macedo Neto, Paulo Brofman,
Alexandra Cristina Senegaglia,
Carmen Rebelatto, Marcelo M. Morales,
Jose Roberto Lapa e Silva, Patricia R.M. Rocco
70. ESTUDO FASE 1
• Segurança do uso de células mesenquimais
derivadas de medula óssea em 10 pacientes com
enfisema associado ou não a inserção de válvulas.
72. SILICOSE
• Doença pulmonar do grupo das
pneumoconioses gerada pela
inalação de poeira de sílica.
• O número estimado de
trabalhadores potencialmente
expostos a poeiras contendo sílica
no Brasil é superior a 6 milhões.
Carneiro et al., 2006
73. SILICOSE
• Doença pulmonar caracterizada por nódulos inflamatórios de
células mononucleares nos locais onde as partículas se
acumulam, levando ao compromentimento da troca gasosa.
79. Dia 0 Dia 15 Dia 30 Dia 60
Instilação de Instilação intratraqueal de células-
salina ou sílica Mecânica e Mecânica e
tronco nos grupos tratados células Histologia Histologia
aderentes derivadas da medula óssea Pulmonares Pulmonares
107cells / 100 µL
Lassance et al ., 2009
83. CONCLUSÃO
- Efeito benéfico a curto prazo, da terapia celular em
modelo de silicose:
Melhora dos parâmetros funcionais
Melhora dos parâmetros histológicos
- Efeito terapêutico não foi observado a longo prazo
Lassance et al ., 2009
84. ESTUDO CLÍNICO
Luiz Paulo Loivos, Marina A. Lima, Amir Szklo, Leandro
Vairo, Tais H.K. Brunswick, Sergio A.L. Souza, Bianca
Gutfilen, Alberto J. Araújo, Alexandre P. Cardoso, Lea
Mirian B. Fonseca, Regina C. Goldenberg, Jose Roberto
Lapa e Silva, Patricia R.M. Rocco, Marcelo M. Morales
90. CONCLUSÃO
• Estudos experimentais e clínicos sugerem que
a terapia com células-tronco reduzem o
processo inflamatório e estimulam o reparo
pulmonar.
• Entretanto, sugiro cautela antes de iniciar
estudos clínicos.
91. PERSPECTIVAS FUTURAS
Integração? / Diferenciação/
Liberação de fatores?
Subpopulação(ões) mais
indicada?
Único ou Combinado?
Dosagem?
Via de Administração?
Melhor momento para o
transplante?
Excelentíssimo Sr. Presidente da Academia Nacional de Medicina, Acadêmico Prof. Pietro Novelino Excelentíssimas Senhoras Acadêmicas Excelentíssimos Senhores Acadêmicos Ilustríssimas Autoridades Presentes Senhoras e Senhores
As células-tronco adultas podem atuar através de diferentes mecanismos de ação. O primeiro e pouco frequente in vivo é decorrente da sua capacidade de diferenciação, fenômeno denominado de plasticidade celular. Nesse caso, células-tronco adultas presentes no espaço vascular são recrutadas para o tecido lesado por meio da liberação de diversos mediadores. No tecido essas células podem sofrer: (1) diferenciação, (2) transferência lateral de RNA: célula-tronco compartilha microvesículas contendo RNAm com uma célula diferenciada que passa produzir a proteína traduzida a partir deste RNAm e, (3) fusão celular: mecanismo pelo uma célula-tronco se funde a uma célula mais especializada, normalmente lesada, promovendo a reprogramação gênica da mesma.
Outro mecanismo pelo qual as células-tronco podem atuar é o chamado efeito parácrino. E de que forma essa ação acontece??? O processo inflamatório no tecido lesado, no nosso caso o tecido pulmonar, libera citocinas e quimiocinas que atuam tanto sobre as células-tronco residentes quanto sobre as presentes na circulação, estimulando-as a liberarem diferentes citocinas e fatores de crescimento que modulam diretamente a função de células imunes e estruturais, inclusive de algumas envolvidas no processo inflamatório do enfisema.
First of all I’d like to thank the committee for the invitation to talk in this conference.. Where I’m pleased to present my study entitled: MESENCHYMAL STEM CELL THERAPY COMPARING BONE MARROW AND ADIPOSE TISSUE-ORIGINATED CELLS IN A MURINE MODEL OF ELASTASE-INDUCED EMPHYSEMA
Despite the several therapies that have been applied to these patients, all have failed to avoid COPD progression.. Even though several therapies have been applied...
In fact, some studies have already been performed using bone marrow mesenchymal cells in experimental models of emphysema..
In fact, some studies have already been performed using bone marrow mesenchymal cells in experimental models of emphysema..
O processo de fibrose foi quantificado através do conteúdo de fibras colágenas presente no tecido pulmonar.. E novamente, o tratamento com CMMO minimizou a deposição de colágeno em pequenas vias aéreas, característica do enfisema...
Como pode ser observado, o grupo SIL-Sal apresentou um aumento na elastância, ∆P1 e ∆P2. O tratamento com as células mononucleares derivadas de medula óssea evitou tais mudanças na mecânica respiratória.