1) Células-tronco embrionárias humanas são derivadas da massa interna do blastocisto cinco dias após a fertilização. 2) Células-tronco mesenquimais adultas são isoladas através de marcadores de superfície e propriedades de adesão ao substrato. 3) Células-tronco hematopoiéticas adultas são obtida do sangue do cordão umbilical.

1. Células-tronco (CT): Uma
visão geral
Alunos:
Diego Soares
Flávia Naice
Karen Guimarães
Laura Thiebaut
Mariana Mello
Thiago O. Marinho
Prof(a):
Valéria Coelho
Células-tronco neurais dando origem a vários neurônios 1

2. Tópicos Abordados:
 Introdução - Thiago O. Marinho
 A CT mesenquimal (CTM) – Mariana Mello
 Métodos de obtenção de céluas-tronco embrionárias humanas
(CTEH) e células-tronco adultas (CTA) - Diego Soares
 A diferenciação das CT – Laura Thiebaut
 Aplicações clínicas - Flávia Naice
 Questões éticas e perspectivas – Karen Guimarães
2

3. Células-tronco: Definição
Células-tronco são, numa definição simples, células primitivas
(indiferenciadas), produzidas enquanto o organismo se desenvolve, e
capazes de originar outros tipos de células.
Funcionalmente, as células-tronco
são células com grande capacidade de
diferenciação localizadas no topo da
hierarquia das linhagens celulares.
Elas se auto-renovam durante
toda a vida de um organismo.
Apresentam diferenças em relação
às células progenitoras (CP).
Aglomerado de células-tronco embrionárias
3

4. Classificação segundo a
potencialidade das CT
As CT podem ser classificadas segundo
sua potencialidade em toti, pluri ou
multipotentes. São chamadas de Células de
ilhotas
totipotentes as células capazes de gerar pancreáticas
todos os tipos celulares embrionários e Trofoblasto
Massa
extra-embrionários, como o zigoto e o celular
blastômero. As pluripotentes podem externa
originar todas as células que formam Neurônios
um embrião propriamente dito, e são
provenientes da massa interna do
blastocisto (CTE). São classificadas
como multipotentes as células que
CTE pluripotentes
originam apenas um subgrupo de
linhagens celulares, por exemplo, as Células
Sanguíneas
CT mesenquimais (CTM).
Existem ainda células unipotentes, que originam apenas um único tipo
celular maduro. Estas últimas devem ser consideradas CP e não CT.
4

5. Classificação segundo as
fontes de CT
Podemos dividir as fontes de CT em três classes: embrionária, fetal, e
adulta.
As CTE são derivadas da massa interna do blastocisto, cinco dias
após fertilização (em humanos). As CTE diferenciam-se espontaneamente
em todos os tipos de tecidos.
As CT fetais não se diferenciam espontaneamente, e têm como
vantagem o fato de estarem presentes em abundância por todo o
organismo em desenvolvimento. Possuem grande potencial de auto-
renovação.
As CTA não se diferenciam espontaneamente e, ao contrário das
CTE, não são capazes de manter suas propriedades por longos
períodos em cultura.
Um dos locais mais utilizadas para extração de CTA é a medula óssea,
onde encontramos dois tipos de CT: as hematopoiéticas e as
mesenquimais.
5

6. A importância das CT
Devido a sua capacidade de
diferenciação, a principal importância
das CT está na aplicação terapêutica,
sendo elas potencialmente úteis em
terapias de combate a doenças
cardiovasculares,
neurodegenerativas,
diabetes, acidentes
vasculares cerebrais, doenças
hematológicas, traumas na medula espinhal e nefropatias.
O principal objetivo das pesquisas com células-tronco é
usá-las para recuperar tecidos danificados por essas doenças
e traumas. Portanto, as CT têm, atualmente, um papel
importante na medicina regenerativa, e constituem uma de
suas principais promessas.
6

7. Principais dificuldades no
estudo com CT
 Questões éticas e legais em relação ao uso
de CTE e à técnica da clonagem terapêutica.
 Dificuldades na obtenção de CTA, já que elas
são raras e não apresentam características
que permitam sua fácil identificação.
 A pluripotencialidade das CTE, que fazem
com que elas possam vir a formar tumores
ao serem introduzidas no organismo do
paciente (conhecidos como teratomas).
Células tronco embrionárias podem se transformar em ualquer célula do corpo humano
7

8. Tópicos Abordados:
 Introdução - Thiago O. Marinho
 A CT mesenquimal (CTM) – Mariana Mello
 Métodos de obtenção de céluas-tronco embrionárias humanas
(CTEH) e células-tronco adultas (CTA) - Diego Soares
 A diferenciação das CT – Laura Thiebaut
 Aplicações clínicas - Flávia Naice
 Questões éticas e perspectivas – Karen Guimarães
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9. CT mesenquimais
 Células adultas
 Multipotentes
 Alto grau de plasticidade
 Descobertas em meados da década de 70
Células-tronco mesenquimais em processo de
 A maior parte das CT mesenquimais são crescimento, oriundas da medula óssea da crista ilíaca –
retiradas da medula óssea do mesmo tipo das usadas na cirurgia realizada no RS
1 CTM para 10.000 a 100.000 céluas de medula óssea
9

10. CT mesenquimais
 Sua presença é descrita em : tecido
adiposo, medula óssea, sistema
periférico fetal, membrana sinovial,
sangue periférico pós-fetal,
pâncreas, fígado, tendão, líquido
amniótico e sangue do cordão
umbilical.
 Função das CTM:
Dar suporte á hematopoese
Formar o microambiente medular
(estroma)
10

11. 11

12. CT mesenquimais
 Diferenciam-se das células hematopoiéticas por originarem células
do tecido conjutivo como adipócitos, osteoblastos, condrócitos.
 Tal como as células-tronco hematopoéticas, as células-tronco
mesenquimais podem se proliferar rapidamente na presença de um
tecido danificado.
 Estimuladas por sinais químicos e genéticos locais, as células-tronco
se diferenciam rapidamente para formar novas células
12

13. CT mesenquimais
 CTM são s fontes de tecido que envolvem a medula óssea, portanto,
espera-se que elas se diferenciem em células da linhagem
osteogênica, adipogênica e condrogênica in vitro
 Após transplante sistêmico, as células tronco mesenquimais foram
encontradas em diversos tecidos, como músculo tecido nervoso.
13

14. Tópicos Abordados:
 Introdução - Thiago O. Marinho
 A CT mesenquimal (CTM) – Mariana Mello
 Métodos de obtenção de céluas-tronco embrionárias humanas
(CTEH) e células-tronco adultas (CTA) - Diego Soares
 A diferenciação das CT – Laura Thiebaut
 Aplicações clínicas - Flávia Naice
 Questões éticas e perspectivas – Karen Guimarães
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15. Métodos de obtenção de CT
 Métodos de obtenção de CTE:
 São derivadas e coletadas da massa interna do blastocisto cinco dias
após fertilização (em humanos) e podem ser expandidas em cultura na
presença de fatores que impeçam sua diferenciação;
 Coleta de células germinativas primordiais do feto.
15

16. Métodos de obtenção de CT
 Métodos de obtenção de CTE:
 Clonagem terapêutica: consiste também na formação do
blastocisto, com a diferença de que, ao invés da
fecundação de um óvulo por um espermatozóide, é
realizada a transferência do núcleo de uma célula
adulta, obtida do indivíduo em tratamento, para um
óvulo anucleado. Uma vez formado o blastocisto, os
procedimentos podem ser:
 a) Se ele for implantado no útero de uma fêmea
resultará na formação de um novo indivíduo, sendo o
processo denominado clonagem reprodutiva;
 b) Se for destruído para coleta de células-tronco, o
processo é denominado transferência nuclear.
16

17. Métodos de obtenção de CT
 Métodos de obtenção de CTE:
 Clonagem terapêutica:
17

18. Métodos de obtenção de CT
 Métodos de obtenção de CTE:
 Clonagem terapêutica:
 Vantagem: originar células-tronco embrionárias geneticamente
idênticas às do indivíduo no qual elas serão utilizadas em
procedimento terapêutico, o que elimina o problema da
rejeição de um transplante que, de outro modo, tem as
mesmas restrições exibidas por qualquer transplante de
órgãos convencional.
 Desvantagem: o material genético do núcleo de uma célula
adulta já passou por processos que dificultam sua interação
com o citoplasma do óvulo, e essa interação é necessária para
possibilitar as primeiras divisões celulares e formação do
embrião. Por conta disto, o processo apresenta ainda um baixo
grau de sucesso.
18

19. Métodos de obtenção de CT
 Métodos de obtenção de CTE:
 Futuro: coletando células-tronco embrionárias sem destruição do embrião ou
reprogramação genética, proporcionando a dediferenciação, um estágio
intermediário em que uma célula especializada torna-se uma célula mais
primitiva, multipotente, para então se rediferenciar em um outro tipo
celular.
19

20. Métodos de obtenção de CT
 Métodos de obtenção de CTA:
 Isolamento:
20

21. Métodos de obtenção de CT
 Métodos de obtenção de CTA:
 Vários métodos foram
estabelecidos, envolvendo,
por exemplo, o uso de
anticorpos que identificam
proteínas de membrana
marcadoras dessas células,
ou propriedades como as
de aderência ao substrato.
21

22. Métodos de obtenção de CT
marcador
 Métodos de obtenção de CTA:
 Marcadores (proteínas) de
superfície:
 Marcação com anticorpos
específicos;
 Separação em colunas
magnéticas;
22

23. Métodos de obtenção de CT
 Métodos de obtenção de CTA:
 Citometria de fluxo :
 Um feixe de luz é direcionado a um meio líquido em fluxo. Um
número de detectores são apontados ao local onde o fluxo
passa através do feixe de luz, além de um ou mais detectores
fluorescentes. Cada partícula suspensa passando através do
feixe dispersa a luz de uma forma, e os corantes químicos
fluorescentes encontrados na partícula ou juntos a partícula
podem ser excitados emitindo luz de menor freqüência do que
o da fonte de luz. Esta combinação de luz dispersa e
fluorescente é melhorada pelos detectores, e analisando as
flutuações de brilho de cada detector é possível explorar
vários tipos de informação sobre a estrutura física e química
de cada partícula individual.
23

24. Métodos de obtenção de CT
 Métodos de obtenção de CTA:
 Marcadores de superfície
e Citometria de fluxo :
24

25. Métodos de obtenção de CT
 Métodos de obtenção de CTA:
 Aderência ao substrato:
 O cultivo é feito selecionando-se as células com
propriedade de adesão ao plástico, enquanto as células
que permanecem em suspensão são facilmente
removidas. Outros tipos celulares “contaminantes”,
como macrófagos e linfócitos, são eliminados após
determinado número de passagens.
25

26. Métodos de obtenção de CT
 Métodos de obtenção de CTA:
 A partir do sangue de cordão umbilical:
 Vantagens:
o Disponibilidade
o Estabelecimento de bancos
o Facilidade de coleta
o Maior facilidade de expansão
o Menor risco de GVHD (menor
freqüência de linfócitos T e maior
tolerância imunológica)
26

27. Métodos de obtenção de CT
 Métodos de obtenção de CTA:
 A partir do sangue de cordão umbilical:
 Desvantagens:
o Volume limitado
Volume de CT limitado
Fato: as células-tronco hematopoiéticas do
sangue de cordão umbilical são ótimas no
tratamento de doenças hematológicas.
27

28. Métodos de obtenção de CT
 Métodos de obtenção de CTA:
 Bancos de sangue de cordão umbilical:
 Coleta: da veia umbilical, antes ou após a expulsão da placenta;
 Volume média de coleta: 73 ± 23 ml;
 10 – 15 x 106 células nucleadas/ml;
 Primeiros bancos: início da década de 90,
 Atualmente: mais de 250 mil unidades estocadas em 35 bancos,
em 21 países (Goldstein et al. Human umbilical cord blood biology,
transplantation and plasticity. Curr Med Chem. 2006;13:1249-59);
 Anualmente, mais de 25 mil unidades coletadas no mundo.
28

29. Métodos de obtenção de CT
 Facilidades na obtenção de CTE:
 As células-tronco embrionárias se apresentam em grande
quantidade, sendo encontrado no blastocisto o maior
número de CTE.
 Facilidades na obtenção de CTA:
 São mais facilmente e corretamente induzidas à
diferenciação com a administração de fatores de
crescimento apropriados ou outros sinais externos.
29

30. Métodos de obtenção de CT
 Dificuldades na obtenção de CTE:
 Controle sobre a sua diferenciação, visto que, na ausência
de fatores tróficos, as CTE se diferenciam
espontaneamente em todos os tipos de tecidos.
 Dificuldades na obtenção de CTA:
 São raras e não apresentam características que permitam
sua fácil identificação.
 Não são capazes de manter suas propriedades de
diferenciação por longos períodos em cultura.
30

31. Tópicos Abordados:
 Introdução - Thiago O. Marinho
 A CT mesenquimal (CTM) – Mariana Mello
 Métodos de obtenção de céluas-tronco embrionárias humanas
(CTEH) e células-tronco adultas (CTA) - Diego Soares
 A diferenciação das CT – Laura Thiebaut
 Aplicações clínicas - Flávia Naice
 Questões éticas e perspectivas – Karen Guimarães
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32. Diferenciação in vitro e in vivo
Manter e expandir as células-tronco são de
fundamental importância em estudos, porém
mais do que isso é a possibilidade de
manipular sua diferenciação.
Isso pode ser importante para averiguar se as
células em cultura continuam a manter a
plasticidade, isto é, o potencial para originar
vários tipos de células maduras.
32
32

33. Uma parte considerável das pesquisas com
células-tronco dedica-se a definir as condições
que induzem diferentes tipos a darem origem
a células maduras de diferentes linhagens.
Essas condições envolvem a adição de vários
tipos de substâncias ao meio de cultivo.
33
33

34.  Produção de células
hematopoéticas
 G-CSF para granulócitos;
 M-CSF para
megacariócitos;
 A eritropoetiona estimula
a produção de eritrócitos
34
34

35.  Para células-tronco mesenquimais, precisa-
se fatores como:
 beta-glicerofosfato ou dexametasona para
a formação de osteoblastos;
 Insulina para adipócitos;
 5-azacitina para mioblastos;
35
35

36. Como não se pode ter
certeza sobre a fidelidade
das informações fornecidas
pelos sistemas de cultivo in
vitro, é importante que elas
sejam complementadas por
estudos in vivo. Para tal, as
células-tronco podem ser
administrada a animais
como camundongos.
36
36

37. Algumas ferramentas biológicas importantes
são empregadas nestes estudos:
Camundongos trangênicos. Linhagens de
camundongos endocruzados foram
modificadas com a introdução de genes
“repórter”, através de métodos de
transferência gênica. Esses genes codificam
proteínas facilmente reconhecíveis nas células
que os expressam.
37
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38. Camundongos imunodeficientes. Podem ser
utilizados para o transplante de células-tronco
de outras espécies, como o homem, servindo
assim como “tubos de ensaio vivos” que
permitem estudar a distribuição e biologia das
células em condições menos artificiais que o
cultivo in vitro.
38
38

39. Tópicos Abordados:
 Introdução - Thiago O. Marinho
 A CT mesenquimal (CTM) – Mariana Mello
 Métodos de obtenção de céluas-tronco embrionárias humanas
(CTEH) e células-tronco adultas (CTA) - Diego Soares
 A diferenciação das CT – Laura Thiebaut
 Aplicações clínicas - Flávia Naice
 Questões éticas e perspectivas – Karen Guimarães
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40. Aplicações Clínicas
 Células tronco embrionárias  totiptentes
 Ilimitada capacidade de proliferação
 Morfologia típica
 Expressão de marcadores específicos
 Formação de teratomas
40

41. 41

42. 42

43. Aplicações clínicas – células-
tronco somáticas
 Facilidade de obtenção: medula óssea, sangue do cordão
umbilical, tecido adiposo, derme e músculos.
 Células-tronco hematopoéiticas  tratamento de várias doenças
sangüíneas como leucemias e anemias.
 Células-tronco mesenquimais  Versatilidade de diferenciação:
tecido conjuntivo, incluindo ossos, cartilagem, tecido adiposo,
tendões e músculos.
43

44. Aplicações clínicas - CTMs
Anemia aplástica Osteogênese
grave imperfeita
Reparo
cardiovascular
Fibrose
pulmonar
Lesões da
medula espinhal
e lesões do SN
Retardo de
crescimento
Doença hepática
Lesão óssea Doenças renais
44

45. Utilização terapêutica
 Medicina regenerativa: utilização de células e bio-materiais que
permitem ao próprio organismo reparar tecidos e órgãos lesados.
 Alvos principais: órgãos incapazes de desenvolver quaisquer
processos de regeneração, como o cérebro e o coração.
45

46. Tópicos Abordados:
 Introdução - Thiago O. Marinho
 A CT mesenquimal (CTM) – Mariana Mello
 Métodos de obtenção de céluas-tronco embrionárias humanas
(CTEH) e células-tronco adultas (CTA) - Diego Soares
 A diferenciação das CT – Laura Thiebaut
 Aplicações clínicas - Flávia Naice
 Questões éticas e perspectivas – Karen Guimarães
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47. Questões éticas e perspectivas
 Quando começa a vida?
Em que momento se considera que um
feto tem os mesmos direitos que um
outro ser humano?
 Embrião = indivíduo com direitos civis?
Vida=fertilização
Pré- embrião=conjunto de células, deve
ser tratado como tal.
47
47

48. As diferentes considerações:
 Existem diferentes teses científicas
para o início da vida, são estas:
• Genética
• Embriológica
• Neurológica
• Ecológica
• Gradualista
48
48

49. O “pré-embrião”
 Denominação criada para caracterizar
a fase até 5 dias de desenvolvimento
entre a fecundação até a implantação
no útero.
 Relatório de Warnock – a partir do
14º dia começa o desenvolvimento do
SNC.
49
49

50. O destino dos pré-embriões
 Inglaterra - Debate Mundial em 1996 sobre
a obrigatoriedade de todos os embriões
congelados serem destruídos.
 Espanha - Em 2004 já estimava-se que
havia mais de mil embriões que deviam ser
destruídos.
 Suécia- Pesquisa mostrou que 92% dos
casais que têm embriões congelados
preferem doá-los à pesquisa com células-
tronco a vê-los destruídos.
50
50

51. A ONU e o debate sobre as células-tronco.
 Em 2001 a ONU tenta criar Convenção Internacional para
debater as questões éticas no uso de células-tronco.
• França e Alemanha solicitam proibição internacional da
clonagem reprodutiva.
• Mais de 50 países, dentre eles EUA, em acordo com
vaticano desejam proibição de qualquer forma de
clonagem.
• Reino Unido declara que não assinaria tal convenção.
• Bélgica, Indonésia, Japão, Cuba, entre outros, declaram
que concordam com a proibição da clonagem reprodutiva
mas reprovam tratado que proíba a clonagem terapêutica.
 ONU declara defender estudos para a produção de
embriões humanos por clonagem.
51
51

52. Pesquisa realizada com 223 pessoas no Hospital
das Clínicas de Porto Alegre em 2003 demonstrou
que a ciência já vinha ganhando na população.
 Dos interrogados:
74,8% não vêem a destruição do blastocisto como
uma aniquilação da vida.
41% concordam em produzir embriões.
88,1% concordam com a utilização dos embriões
que não serão usados para fecundação.
82,1% concordam que os pré-embriões que
seriam destruídos devem ser utilizados.
52
52

53. Projeto de Lei de Biossegurança de 2005:
 Permite a utilização de embriões para
fins de pesquisa e terapia, desde que:
• sejam embriões inviáveis, ou
• estejam congelados há 3 anos.
Sendo necessário o consentimento dos
genitores e proibida a comercialização do
material biológico.
53
53

54. Lei de Biossegurança
 Artigo 5º da lei 11.105/05
 Aprovada em 2008.
 Lei insuficiente, julgada pouco
detalhada.
 Não destruição do embrião na
retirada das células-tronco.
 Pesquisas devem passar por
aprovação de um comitê de ética
central.
54
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55. Países que permitem pesquisa com
células-tronco:
 Alemanha
 Brasil
 EUA - proíbe aplicação de verbas do
governo.
 México – permite também a criação
de embriões.
 Índia
 Turquia
55
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56. Países que permitem inclusive a
clonagem terapêutica:
 China
 Cingapura
 Coréia do Sul
 África do Sul – único país da África com
legislação a respeito.
 Israel
 Japão
 Rússia
 Reino Unido – permite inclusive clonagem
reprodutiva
 Espanha
56
56

57. Países extremistas:
 Itália é o único país que
não aprova nenhum tipo
de pesquisa com células-
tronco.
 Reino Unido tem um
das legislações mais
liberais. Christopher Reeve:
após acidente que o deixou
tetraplégico lutou por pesquisas
com células-tronco.
57
57

58. Referências
 Schwindt TT, Barnabé GF, Mello LEAM: Proliferar ou diferenciar?
Perspectivas de destino das células-tronco. Jornal Brasileiro de
Neurocirurgia 16: 13-19, 2005
 Nance Beyer Nardi: Células-tronco: fatos, ficção e futuro.
Departamento de Genética, UFRGS.
 Na internet:
http://www.unifesp.br/dfisio/fisioneuro/celulas_tronco.htm
http://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%A9lula-tronco
http://www.comciencia.br/reportagens/celulas/03.shtml
58