Células da pele são convertidas diretamente em células do coração

As células adultas da pele se transformaram diretamente em células cardíacas pulsantes, eliminando a etapa de produção das chamadas células-tronco induzidas.
[Imagem: Scripps]

Metamorfose celular

Cientistas do Instituto Scripps, nos Estados Unidos, converteram células adultas da pele humana diretamente em células funcionais do coração, de forma eficiente e sem ter que primeiro passar pelo complicado processo de gerar células-tronco embrionárias.

O mecanismo inédito poderá levar a novos tratamentos para uma variedade de doenças e lesões envolvendo a perda de células, tais como ataques cardíacos, Parkinson e Alzheimer.

"Este trabalho representa um novo paradigma na reprogramação de células-tronco," afirma o Dr. Sheng Ding, que conduziu o estudo. "Esperamos que isso ajude a superar os principais obstáculos de segurança e outros desafios técnicos atualmente associados com alguns tipos de terapias com células-tronco."

O trabalho será publicado no próximo exemplar da revista Nature Cell Biology.

Produzindo células-tronco

Conforme o corpo humano se desenvolve, as células-tronco embrionárias se multiplicam e se transformam em tipos mais maduros de células, através de um processo conhecido como diferenciação, gerando todos os diferentes tipos de células e tecidos do corpo.

Passada a fase embrionária, no entanto, o corpo humano tem uma capacidade limitada para gerar novas células para substituir as que foram perdidas ou danificadas.

Assim, os cientistas vêm tentando desenvolver formas de "reprogramar" as células humanas adultas de volta a um estado mais parecido com o embrionário, ou pluripotentes, de onde elas seriam capazes de se dividir e se transformar em qualquer um dos tipos de células do corpo.

Usando estas técnicas, os cientistas esperam um dia serem capazes de pegar as células de um paciente, como as células da pele, transformá-las em células do coração ou do cérebro, e inseri-las de volta no paciente para consertar tecidos danificados.

Dificuldades no uso das células-tronco

Em 2006, cientistas japoneses conseguiram reprogramar células da pele de um rato para que elas se tornassem pluripotentes, simplesmente inserindo um conjunto de quatro genes nas células - veja Células da pele são transformadas em células-tronco embrionárias.

Embora a tecnologia para gerar estas células, chamadas de células-tronco pluripotentes induzidas (iPS), represente um grande avanço, há alguns obstáculos a superar antes que elas possam ser adaptadas às terapias.

"Leva muito tempo para gerar células iPS e, em seguida diferenciá-las em células funcionais de tecidos específicos," diz Ding, "e é um processo tedioso. Além disso, o que você gera não é o ideal."

Leva de duas a quatro semanas para criar células iPS a partir de células da pele, e o processo está longe de ser eficiente, com apenas uma célula, dentre milhares, sendo capaz de fazer a transformação completa.

De posse das iPS, é necessário outro período de duas a quatro semanas para induzir essas células pluripotentes induzidas a se diferenciarem nos tipos de células desejadas.

E o processo de geração de células maduras a partir das células iPS não é infalível. Quando, por exemplo, os cientistas induzem as células iPS a se tornarem células cardíacas, as células resultantes são uma mistura de células do coração e algumas células iPS remanescentes.

Os cientistas sabem que injetar essas novas células cardíacas (juntamente com as células pluripotentes restantes) nos pacientes pode ser perigoso - quando as células pluripotentes são injetadas em camundongos, elas provocam o crescimento de tumores semelhantes ao câncer.

Devido a estas preocupações, Ding e seus colegas decidiram tentar ajustar o processo, eliminando completamente o estágio das iPS e indo diretamente de um tipo de célula madura (uma célula da pele) para outro (uma célula do coração).

De um tipo de célula diretamente a outro

A equipe introduziu em fibroblastos da pele de adultos os mesmos quatro genes inicialmente usados para fazer as células iPS.

Mas, em vez de deixar os genes continuamente ativos nas células durante várias semanas, eles os desligaram após alguns dias, muito antes de as células se transformarem em células iPS.

Ao desligar os quatro genes, os cientistas deram às células um sinal para fazê-las se transformar em células cardíacas.

"Em 11 dias, saímos de células da pele para células pulsantes do coração em um recipiente de vidro," disse Ding. "Foi fenomenal ver isto."

Ding ressalta que a técnica é fundamentalmente diferente do que tem sido feito por outros cientistas, e assinala que, dando às células um tipo diferente de sinal poderia transformá-las em células do cérebro ou células pancreáticas, por exemplo.

Além de compreender melhor a biologia básica das células-tronco, o próximo passo previsto pela equipe será modificar essa técnica para eliminar a necessidade de inserção dos quatro genes, que têm sido associados com o desenvolvimento de câncer quando as células são inseridas em um organismo vivo.