Aula 13 - Biologia Das Células-tronco

12/4/2016

SDE0906 – BIOLOGIA CELULAR

Aula 13: Biologia das células-tronco

Biologia Celular

O que são células-tronco?

Células-tronco são células que ainda não se diferenciaram, com capacidade de autorreplicação e que, quando estimuladas, podem se diferenciar.

Muitos tecidos possuem células-tronco, que se multiplicam para manter a sua própria população e originar células mais especializadas.

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Importância das células-tronco

Existe um interesse muito grande sobre essas células, devido à possibilidade de serem utilizadas na medicina regenerativa.

Michael Hartnett jogador de basquete da Austrália.

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Diferenciação Celular

As células-tronco são capazes de se transformar em uma célula diferenciada por meio do processo de diferenciação celular.

•

A diferenciação celular depende, principalmente, da expressão de determinados genes e repressão de outros genes.

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Diferenciação Celular

Durante a diferenciação celular, dois fatores indicam quais fenótipos celulares vão surgir:

•

Potencialidade da célula-tronco: quanto maior for sua potencialidade maior o número de tipos celulares que vai originar.

•

Ambiente em que a célula se encontra: cada ambiente fornece uma composição de fatores que direciona a diferenciação para tipos celulares distintos.

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Potencialidade das células-tronco

Potencialidade de uma célula é sua capacidade de originar outros tipos celulares. As células-tronco podem ser: •

Totipotentes

•

Pluripotentes

•

Multipotentes

•

Oligopotentes

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Células-tronco totipotentes

As células-tronco totipotentes podem gerar qualquer tipo de célula. •

O zigoto (célula formada pela fusão dos gametas) é um célula-tronco totipotente.

Zigoto: Esquema de um zigoto (à esquerda) e micrografia eletrônica com o zigoto apresentando os dois pró-núcleos (materno e paterno) no centro da célula (à direita).

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Células-tronco totipotentes •

Os blastômeros, células produto das clivagens, são células-tronco totipotentes.

•

São capazes de originar tanto tecidos embrionários como placentários.

Microscopia eletrônica de criofratura mostra a sequência das clivagens celulares, do primeiro ao sexto dia.

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Células-tronco pluripotentes As células-tronco pluripotentes podem originar uma grande quantidade de tipos celulares diferentes. •

As células do embrioblasto do blastocisto são células-tronco pluripotentes, pois podem originar qualquer tipo celular do corpo do indivíduo.

Embrioblasto Trofoblasto

Blastocele Blastocisto

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Células-tronco multipotentes Na gastrulação, as células do embrioblasto se diferenciam em três folhetos embrionários: •

Ectoderma

•

Mesoderma

•

Endoderma

Essas células são multipotentes, porque já possuem um grau de diferenciação que só lhes permite se diferenciar em determinados tecidos.

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Células-tronco multipotentes

Folheto Embrionário

Tecidos adultos

Ectoderma

Tecido nervoso e epitelial (pele)

Mesoderma

Tecidos conjuntivos, musculares, sanguíneo e epitelial

Endoderma

Tecidos epiteliais (sistema digestório e respiratório)

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Células-tronco mesenquimais As células-tronco mesenquimais fazem parte do tecido sanguíneo, junto com as células hematopoiéticas. As células-tronco mesenquimais originam células do tecido conjuntivo, cartilaginoso, ósseo, endoteliais e musculares lisas.

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Células-tronco tecido específicas Os tecidos adultos possuem células-tronco, para sua renovação e regeneração, chamadas de células-tronco tecido específicas. As células hematopoiéticas da medula óssea são tecido específicas, pois originam diversas células do sangue.

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Células-tronco tecido específicas

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Células-tronco tecido específicas

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Células-tronco tecido específicas Em anfíbios, como as salamandras, é possível que um membro perdido se regenere, devido à alta potencialidade das células-tronco tecido específicas.

Salamandra

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Células-tronco em tecidos adultos

Recentemente foi demonstrada a presença de células-tronco em tecidos adultos como o cérebro, coração, pâncreas e fígado.

A figura mostra nichos de células-tronco no tecido cardíaco.

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Terapia com células-tronco •

Células-tronco com diferentes potencialidades têm sido isoladas e mantidas em cultura por pesquisadores.

•

Em 1998, o pesquisador americano James Thomson obteve a primeira linhagem de células-tronco pluripotentes embrionárias humanas, revolucionando a pesquisa nesta área.

•

Atualmente, já são conhecidos diferentes protocolos de uso de células-tronco para repor células perdidas em decorrência de uma doença ou lesão, em humanos. James Thomson

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Células-tronco embrionárias Células-tronco embrionárias pluripotentes têm sido obtidas de blastocistos e utilizadas em terapia celular, para reparar diferentes órgãos que sofreram perdas celulares, como o coração, a medula espinhal e etc.

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Células-tronco embrionárias No Brasil a lei 11.105/05 regulamenta o uso de células-tronco embrionárias em terapia celular. Art. 5o É permitida, para fins de pesquisa e terapia, a utilização de células-tronco embrionárias obtidas de embriões humanos produzidos por fertilização in vitro e não utilizados no respectivo procedimento, atendidas as seguintes condições: I – sejam embriões inviáveis; ou II – sejam embriões congelados há 3 (três) anos ou mais, na data da publicação desta Lei, ou que, já congelados na data da publicação desta Lei, depois de completarem 3 (três) anos, contados a partir da data de congelamento. § 1o Em qualquer caso, é necessário o consentimento dos genitores. § 2o Instituições de pesquisa e serviços de saúde que realizem pesquisa ou terapia com células-tronco embrionárias humanas deverão submeter seus projetos à apreciação e aprovação dos respectivos comitês de ética em pesquisa. AULA 13: Biologia das células-tronco

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Células-tronco de medula óssea

Células-tronco tecido específicas multipotentes também estão sendo testadas na terapia celular de diferentes órgãos e tecidos. O transplante de medula óssea, há muito tempo utilizada no tratamento de leucemias, é um exemplo de sua aplicação. Células-tronco obtidas da medula óssea também estão sendo testadas em terapia celular em órgãos como o coração e a medula espinhal.

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Células-tronco de medula óssea

Sistema nervoso Sistema circulatório Sistema imune A figura mostra a capacidade de diferenciação que possuem as células-tronco multipotentes da medula óssea.

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Células-tronco de medula óssea

Clique aqui para assistir a Fecundação - Células-tronco em paraplégicos tratamento na Estácio de Sá.

Sistema nervoso

Sistema circulatório Sistema imune A figura mostra a capacidade de diferenciação que possuem as células-tronco multipotentes da medula óssea.

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Células-tronco de dente

Sistema nervoso Sistema circulatório Sistema imune

Células-tronco adultas têm sido obtidas de diferentes locais e tecidos. Estudos demonstraram que a polpa de dentes de leite são boas fontes dessas células.

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Células-tronco de cordão umbilical O cordão umbilical também tem sido utilizado como fontes de células-tronco, porque são consideradas pluripotentes e com várias aplicações na medicina regenerativa.

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Células-tronco pluripotentes induzidas

Devido aos problemas éticos na obtenção de células-tronco embrionárias, pesquisadores desenvolveram a técnica de transformar células adultas, somáticas, em células embrionárias. As células obtidas desta forma foram chamadas de células-tronco pluripotentes induzidas (iPS). A figura mostra a obtenção de células-tronco pluripotentes induzidas.

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Clonagem terapêutica

A clonagem terapêutica consiste em uma técnica em que clones de um indivíduo são produzidos para que, dos embriões, sejam retiradas células-tronco com seu mesmo material genético. •

A obtenção de células-tronco, desta forma, enfrenta grande resistência legal.

•

A Lei 11.105/05 proíbe este tipo de procedimento no Brasil.

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Clonagem terapêutica

Sistema circulatório

Sistema nervoso

Sistema imune

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Clonagem terapêutica

Sistema circulatório

Sistema nervoso Clique aqui para assistir as Células-tronco adultas.

Sistema imune

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Exercício 1) (FUVEST) Células-tronco são células indiferenciadas que têm a capacidade de se diferenciar em diversos tipos celulares. Para que ocorra tal diferenciação, as células - tronco terão necessariamente que alterar: a) O número de cromossomos. b) A quantidade de genes nucleares. c) A quantidade de genes mitocondriais. d) O padrão de atividade dos genes. e) A estrutura de genes específicos por mutações.

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Exercício 2) (PUCPR) Em Setembro de 2005, o Brasil se tornou referência no Brasil em terapia celular para regeneração de tecido hepático. O Dr. Ricardo Ribeiro da FIOCRUZ da Bahia chefiou o grupo que realizou o primeiro transplante de células-tronco para melhora da função hepática. Com relação às células-tronco, é INCORRETO afirmar: a) As células-tronco de um paciente podem ser usadas para regenerar seus tecidos ou órgãos lesados, eliminando o risco de rejeição imunológica. b) As células-tronco de adulto são capazes de se diferenciar em outro tipo de célula, independentemente do seu tecido de origem. c) As células-tronco embrionárias são capazes de se diferenciar em outros tipos de células, desde que cultivadas sob condições adequadas. d) As células-tronco podem ser retiradas da massa celular interna de blastocistos (um dos estágios iniciais dos embriões de mamíferos). e) Quando retiradas de embriões congelados, eliminam as questões éticas e religiosas associadas à obtenção de órgãos para transplantes.

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VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS?

Ler artigos científicos sobre morte celular e câncer Responda o quiz e a atividade no ambiente SAVA.... Navegar pelos demais itens das trilhas de conhecimento do SAVA.

AVANCE PARA FINALIZAR A APRESENTAÇÃO.

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