O desenvolvimento de um novo tipo de células-tronco pode levar a avanços na medicina regenerativa – ScienceDaily

Os resultados, publicados online esta semana em Célula-tronco celular, poderia levar a uma série de avanços na biologia básica, medicina regenerativa e tecnologia reprodutiva.

As células em embriões iniciais têm uma variedade de programas de pluripotência distintos, todos os quais capacitam as células a criar vários tipos de tecidos no corpo, explica o líder do estudo Jun Wu, Ph.D., professor assistente de biologia. molecular. Uma grande quantidade de pesquisas anteriores se concentrou no desenvolvimento e caracterização de células-tronco embrionárias “ingênuas” (aquelas encontradas aproximadamente quatro dias após a fertilização em camundongos) e células-tronco epiblásticas “preparadas” (aproximadamente sete dias após a fertilização em camundongos, logo após a implantação do embrião no útero).

No entanto, Wu diz, houve pouco progresso na obtenção e caracterização de células-tronco pluripotentes (PSCs) que existem entre esses dois estágios, em grande parte porque os pesquisadores não conseguiram desenvolver um paradigma para manter as células neste estado intermediário. Acredita-se que as células neste estado possuam propriedades únicas: a capacidade de contribuir para quimeras intraespécies (organismos que contêm uma mistura de células de diferentes indivíduos da mesma espécie) ou quimeras interespécies (organismos que contêm uma mistura de células de espécies diferentes ) e a capacidade de se diferenciar em células germinativas primordiais em cultura, os precursores de espermatozoides e óvulos.

Para este estudo, os pesquisadores criaram com sucesso PSCs intermediários, que eles chamaram de “XPSCs” de ratos, cavalos e humanos.

Wu afirma que esses resultados podem levar a uma série de avanços tanto na pesquisa básica quanto na aplicada. Por exemplo, observar a atividade genética em XPSCs de diferentes espécies interespécies e quimeras pode ajudar os pesquisadores a entender quais assinaturas foram conservadas através da evolução. Examinar a comunicação entre células em quimeras pode ajudar os cientistas a identificar estratégias que podem ser usadas para acelerar o desenvolvimento de tecidos e órgãos a partir de células-tronco usadas para transplante. E o uso de células germinativas primordiais derivadas de quimera para criar espermatozoides e óvulos poderia ajudar a preservar espécies de animais ameaçadas de extinção e promover tratamentos de infertilidade.

“Esses XPSCs têm um potencial enorme. Nosso estudo ajuda a abrir as portas para cada uma dessas possibilidades”, disse Wu, que é bolsista de pesquisa médica da Virginia Murchison Linthicum.

Wu observa que o desenvolvimento de XPSC apresentou um desafio especial porque as condições que mantêm os PSCs ingênuos em um estado estacionário são exatamente o oposto daquelas que estabilizam os PSCs preparados. Enquanto as condições de cultura para PSCs naive devem ativar uma via de sinalização de células WNT e suprimir as vias de FGF e TGF-β, as condições para manter as PSCs iniciadas devem suprimir WNT e ativar FGF e TGF-β.

Com o objetivo de alcançar o ambiente preferido para a derivação de XPSC, Wu e seus colegas colocaram células de embriões de camundongos em culturas contendo produtos químicos e fatores de crescimento que ativam todas as três vias. Essas células cultivadas em laboratório eram extremamente estáveis ​​em cultura e capazes de se multiplicar sem desenvolvimento adicional por aproximadamente dois anos.

Experimentos adicionais demonstraram que essas células atenderam às expectativas que os pesquisadores há muito se esforçaram para atingir, de contribuir para quimeras e se diferenciar diretamente em células germinativas primordiais. Wu e seus colegas criaram quimeras intraespécies de camundongos usando células derivadas de camundongos com pelagem de cores diferentes, injetando as células em embriões de camundongos. Eles também rastrearam as contribuições de XPSCs rotulando as células com uma proteína fluorescente e, em seguida, identificando-as em todo o corpo da prole resultante.

A equipe de Wu fez quimeras interespécies ao injetar XPSC de cavalo nos primeiros embriões de camundongo e permitir que os embriões se desenvolvessem em camundongos por vários dias. Surpreendentemente, embora os cavalos tenham um período gestacional comparativamente longo – quase um ano – os pesquisadores descobriram que essas células estranhas contribuíram para o desenvolvimento de órgãos de camundongos, indicando que os sinais das células de camundongos determinam os tempos de desenvolvimento de os órgãos.

Como os XPSCs de outras espécies, as células humanas mostraram ser capazes de se diferenciar em uma variedade de tecidos se as condições de cultura permitissem que progredissem no desenvolvimento, bem como formar células germinativas primordiais diretamente em uma placa.

Fonte da história:

materiais fornecido por UT Southwestern Medical Center. Nota: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e comprimento.