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Pesquisa gera todos os tipos de células de embrião a partir de células de pele

Estudo com roedores conseguiu produzir também células de placenta e do cordão umbilical, algo até então inédito

Embriões de camundongos em início de desenvolvimento, com apenas quatro células, produzidos pelos pesquisadores. Crédito: Kirill Makedonski.

Um novo estudo, feito por pesquisadores da  Universidade Hebraica de Jerusalém (HU), mostrou que é possível transformar células de pele em células dos três principais tipos de tecido associados ao início do desenvolvimento fetal. A pesquisa pode ter implicações significativas para a modelagem de doenças que atingem embriões e patologias ligadas à placenta, e pode ajudar a abrir caminho para a criação de embriões completos a partir de células de pele.

O estudo foi apresentado em artigo publicado on-line na revista Cell Stem Cell e tem como principal autor  Yossi Buganim, do departamento de pesquisa em câncer e biologia do desenvolvimento da Universidade de Jerusalém. Ele e sua equipe identificaram  um conjunto de genes capazes de transformar as células de pele de roedores em todos os três tipos de células que compõem o estágio inicial de desenvolvimento de um embrião: o próprio embrião, a placenta e os tecidos extra-embrionários, como o cordão umbilical. No futuro, poderá ser possível criar embriões humanos completos a partir de células humanas de pele, sem a necessidade de recorrer a espermatozóides ou óvulos. A descoberta também pode ter importantes  implicações para a modelagem de defeitos embrionários e a compreensão de problemas ligados a  placenta, bem como para a resolução de certos problemas de infertilidade através da criação de embriões humanos em laboratório.

Já em 2006, pesquisadores japoneses descobriram a possibilidade de “reprogramar”células de pele para que se tornassem células embrionárias capazes de gerar um feto inteiro, através da interferência na expressão de quatro genes embrionários centrais. Estas células da pele reprogramadas, denominadas “células-tronco plutipotentes induzidas” (iPSCs), são semelhantes às células que se desenvolvem nos primeiros dias após a fertilização e são essencialmente idênticas às suas contrapartes naturais. Essas células podem se desenvolver em todos os tipos de células fetais, mas não em tecidos extra-embrionários, como a placenta.

Agora, a equipe de pesquisa da Universidade Hebraica, liderada por Buganim e por Oren Ram, do Instituto de Ciências da Vida da HU, e Tommy Kaplan, da Escola de Ciência da Computação e Engenharia de HU, e com a participação dos doutorandos Hani Benchetrit e Mohammad Jaber, encontrou  uma nova combinação de cinco genes que, quando inseridos em células da pele, reprogramam as células para que se desenvolvam como três tipos de tecidos dos estágios iniciais do desenvolvimento embrionário: as células iPS que criam fetos, as células-tronco placentárias e as células-tronco que se desenvolvem como outros tecidos extra-embrionários, como o cordão umbilical. Essas transformações levam cerca de um mês.

A equipe da HU usou uma nova tecnologia para investigar as forças moleculares que governam as decisões sobre o destino celular para a reprogramação de células da pele e o processo natural de desenvolvimento embrionário. Por exemplo, os pesquisadores descobriram que o gene “Eomes” leva a célula a assumir a identidade de célula-tronco placentária e ao desenvolvimento placentário, enquanto o gene “Esrrb” orquestra o desenvolvimento das células-tronco do feto através da aquisição temporária de uma identidade extra-embrionária.

Para entender os mecanismos moleculares que são ativados durante a formação desses vários tipos de células, os pesquisadores analisaram mudanças na estrutura e função do genoma dentro das células quando os cinco genes são introduzidos nelas. Eles descobriram que, durante o primeiro estágio, as células da pele perdem sua identidade celular e, lentamente, adquirem uma nova identidade que corresponde à de um dos três tipos iniciais de células embrionárias, e que esse processo é governado pelos níveis de dois dos cinco genes.

Recentemente, foram feitas tentativas para desenvolver um embrião de camundongo completo sem o uso de espermatozoides ou óvulos. Essas tentativas recorreram a embriões vivos para coletar   os três diferentes tipos de células do início do desenvolvimento fetal. No entanto, o estudo da equipe da HU é a primeira tentativa de criar as três principais linhagens celulares de uma só vez, a partir das células da pele. Além disso, essas descobertas indicam que pode não haver necessidade de “sacrificar” um embrião vivo para criar um embrião de tubo de ensaio.

 

Universidade Hebraica de Jerusalém