Pesquisadores da Salk reprogramam células-tronco adultas em seu ambiente natural

1 de julho de 2008

Pesquisadores da Salk reprogramam células-tronco adultas em seu ambiente natural

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1 de julho de 2008

La Jolla, CA – Nos últimos anos, os pesquisadores de células-tronco tornaram-se muito hábeis em manipular o destino de células-tronco adultas cultivadas em laboratório. Agora, pesquisadores do Salk Institute for Biological Studies conseguiram o mesmo feito com células-tronco neurais adultas ainda no cérebro. Eles persuadiram com sucesso células-tronco cerebrais de camundongos ligadas à rede neuronal para se diferenciarem em células de suporte.

A descoberta, publicada antes da impressão em Neurociência da Natureza Site, não apenas atesta a versatilidade das células-tronco neurais, mas também abre novas direções para o tratamento de doenças neurológicas, como esclerose múltipla, acidente vascular cerebral e epilepsia, que não apenas afetam as células neuronais, mas também interrompem o funcionamento das células gliais de suporte .

“Sabíamos que o nascimento e a morte de células-tronco adultas no cérebro poderiam ser influenciados pela experiência, mas ficamos surpresos que um único gene pudesse mudar o destino das células-tronco no cérebro”, diz o principal autor do estudo, Fred H. Gage, Ph.D., professor do Laboratório de Genética e do Vi and John Adler Chair for Research on Age-Related Neurodegenerative Diseases.

Ao longo da vida, as células-tronco neurais adultas geram novas células cerebrais em duas pequenas áreas do cérebro dos mamíferos: o bulbo olfativo, que processa os odores, e o giro denteado, a parte central do hipocampo, envolvida na formação de memórias e aprendizado.

Depois que essas células-tronco se dividem, seus progenitores têm que escolher entre várias opções – permanecer uma célula-tronco, transformar-se em uma célula nervosa, também chamada de neurônio, ou fazer parte da rede de suporte do cérebro, que inclui astrócitos e oligodendrócitos.

Os astrócitos são células da glia em forma de estrela que mantêm os neurônios no lugar, os nutrem e digerem partes dos neurônios mortos. Os oligodendrócitos são células especializadas que envolvem firmemente os axônios, as longas extensões semelhantes a pelos das células nervosas que transportam mensagens de um neurônio para o outro. Eles formam uma camada isolante gordurosa, conhecida como mielina, que acelera os sinais elétricos que viajam ao longo dos axônios.

Quando mimadas e mimadas em uma placa de Petri, as células-tronco neurais adultas podem ser estimuladas a se diferenciar em qualquer tipo de célula cerebral. Mas dentro de seu ambiente natural no cérebro, acredita-se que as opções de carreira das células-tronco neurais sejam limitadas principalmente aos neurônios.

“Quando cultivamos células-tronco em laboratório, adicionamos muitos fatores de crescimento, resultando em condições artificiais, o que pode não nos dizer muito sobre o in vivo situação”, explica o primeiro autor Sebastian Jessberger, MD, ex-pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Gage e agora professor assistente no Instituto de Biologia Celular do Instituto Federal Suíço de Tecnologia em Zurique. “Como resultado, não sabemos muito sobre a plasticidade real das células-tronco neurais em seu nicho cerebral adulto”.

Para testar se as células-tronco em seu ambiente cerebral adulto ainda podem desviar-se do caminho comum e mudar seu destino, Jessberger usou retrovírus para manipular geneticamente células-tronco neurais e sua progênie no giro denteado de camundongos de laboratório. Em condições normais, a maioria das células recém-nascidas se diferenciou em neurônios. Quando ele introduziu o Ascl1, que já havia demonstrado estar envolvido na geração de oligodendrócitos e neurônios inibitórios, ele redirecionou com sucesso o destino das células recém-nascidas de uma linhagem neuronal para uma linhagem oligodendrocítica.

“Foi bastante surpreendente que as células-tronco no cérebro adulto mantenham sua plasticidade de destino e que um único gene tenha sido suficiente para reprogramar essas células”, diz Jessberger. “Agora podemos potencialmente adaptar o destino das células-tronco para tratar certas condições, como a esclerose múltipla”.

Em pacientes com esclerose múltipla, o sistema imunológico ataca os oligodendrócitos, o que leva ao afinamento da camada de mielina, afetando a capacidade dos neurônios de conduzir sinais elétricos com eficiência. Ser capaz de direcionar as células-tronco neurais para se diferenciarem em oligodendrócitos pode aliviar os sintomas.

Os pesquisadores que também contribuíram para o estudo incluem os pesquisadores de pós-doutorado Nicolas Toni, Ph.D., Gregory D. Clemenson Jr, Ph.D., e Jasodhara Ray, Ph.D., todos no Laboratório de Genética.

O Salk Institute for Biological Studies em La Jolla, Califórnia, é uma organização independente sem fins lucrativos dedicada a descobertas fundamentais nas ciências da vida, à melhoria da saúde humana e ao treinamento de futuras gerações de pesquisadores. Jonas Salk, MD, cuja vacina contra a poliomielite praticamente erradicou a doença incapacitante poliomielite em 1955, abriu o Instituto em 1965 com uma doação de terras da cidade de San Diego e o apoio financeiro da March of Dimes.