Novas células-tronco podem ser 'transplantadas universalmente'
Os transplantes costumam ser um ponto de crise, já que existe uma escassez global de órgãos doados, mas também porque existe um alto risco de que o corpo do receptor rejeite o órgão doado ou tecido transplantado. Um novo tipo de células-tronco “universais” poderia resolver alguns desses problemas.
Esforços recentes de uma equipe da Universidade da Califórnia (UC), em San Francisco, os pesquisadores se concentraram na engenharia genética de células-tronco pluripotentes que seriam capazes de contornar a resposta imunológica do corpo e, assim, evitar a rejeição.
Até agora, para contornar a questão da escassez de tecido doado, os cientistas criaram células-tronco a partir de células maduras e totalmente desenvolvidas que coletaram da mesma pessoa que precisa de um transplante. Eles chamam isso de “células-tronco pluripotentes induzidas” (iPSCs).
Com as iPSCs, os cientistas esperam minimizar as chances de o corpo rejeitar essas células - que mais tarde se especializarão e assumirão seu novo papel - já que o sistema imunológico do receptor tende a "rotular" o tecido do doador como um patógeno potencial e agir contra ele.
No entanto, mesmo esse caminho foi repleto de muitos obstáculos e, surpreendentemente, mesmo as células-tronco que os especialistas desenvolveram a partir das próprias células de uma pessoa regularmente enfrentam rejeição.
Além disso, os processos iPSC são difíceis de conduzir e é ainda mais difícil reproduzir tentativas bem-sucedidas.
“Existem muitos problemas com a tecnologia iPSC, mas os maiores obstáculos são o controle de qualidade e a reprodutibilidade. Não sabemos o que torna algumas células passíveis de reprogramação, mas a maioria dos cientistas concorda que ainda não pode ser feito de forma confiável ”, observa o Dr. Tobias Deuse, autor principal do novo estudo publicado na revista Nature Biotechnology.
“A maioria das abordagens de terapias iPSC individualizadas foi abandonada por causa disso”, ressalta o Dr. Deuse.
Agora, pela primeira vez, os cientistas da UC San Francisco acreditam que podem ter encontrado uma solução adotando uma abordagem diferente que cria novas células-tronco “universais” que são pluripotentes. Isso significa que eles podem se diferenciar em qualquer célula especializada - e não irão desencadear uma resposta imunológica do corpo do receptor.
Projetando a célula-tronco perfeita
“Os cientistas costumam apregoar o potencial terapêutico das células-tronco pluripotentes, que podem amadurecer em qualquer tecido adulto, mas o sistema imunológico tem sido um grande impedimento para terapias com células-tronco seguras e eficazes”, explica o Dr. Deuse.
Além disso, como a autora sênior Dra. Sonja Schrepfer acrescenta, embora “possamos administrar drogas que suprimem a atividade imunológica e tornam a rejeição menos provável, [...] esses imunossupressores deixam os pacientes mais suscetíveis à infecção e ao câncer”.
Para tentar superar essas deficiências, a equipe da UC San Francisco usou uma técnica de edição de genes que eles chamam de CRISPR-Cas9, e eles modificaram a atividade de apenas três genes para "proteger" as novas células-tronco do sistema imunológico e permitir o corpo para aceitá-los mais facilmente.
Os pesquisadores testaram essas células-tronco recentemente alteradas em modelos de camundongos que eles criaram para simular os corpos de receptores com tendência a rejeitar transplantes - uma característica que eles chamam de “incompatibilidade de histocompatibilidade” - e com sistemas imunológicos em pleno funcionamento.
“Esta é a primeira vez que alguém projetou células que podem ser universalmente transplantadas e podem sobreviver em receptores imunocompetentes sem provocar uma resposta imunológica”, diz o Dr. Deuse.
Mais especificamente, a equipe iniciou seu processo de engenharia de células-tronco excluindo dois genes que controlam a atividade de um conjunto de proteínas - complexo principal de histocompatibilidade (MHC) classe I e II - que enviam sinais para o sistema imunológico e podem desencadear um sistema imunológico resposta.
A primeira etapa foi intuitiva - as células sem os genes que codificam as proteínas do MHC não podem emitir o sinal que as “rotula” como “agentes estranhos” ao sistema imunológico.
No entanto, essas células não recebem um "passe livre". Ao contrário, eles se tornam o alvo de um tipo de células imunológicas especializadas que os cientistas chamam de células assassinas naturais (NK).
‘Um produto que pode ser aplicado universalmente’
Quando os pesquisadores investigaram maneiras de impedir que as células NK ataquem as células-tronco, eles descobriram que outra proteína da superfície celular - CD47 - que normalmente mantém outras células do sistema imunológico afastadas, também pode inibir as NKs.
O trabalho de laboratório e in vivo confirmou que o CD47 detinha a resposta para repelir as células NK. Encorajado por esses sucessos, a equipe de pesquisa então transplantou as novas células-tronco - com dois mutados e um gene aprimorado - em ratos especialmente projetados que tinham elementos do sistema imunológico humano para simular a resposta imunológica em humanos. Esses transplantes foram bem-sucedidos e os corpos dos roedores não rejeitaram as novas células.
Finalmente, a equipe deu um passo além, persuadindo as novas células-tronco pluripotentes a se especializarem como diferentes tipos de células cardíacas. Mais uma vez, eles transplantaram as células resultantes em camundongos com um sistema imunológico semelhante ao humano.
Os pesquisadores relatam que esses experimentos também tiveram sucesso, já que as novas células do coração sobreviveram por um longo tempo e se transformaram em vasos sanguíneos simples e tecido do músculo cardíaco.
Todas essas descobertas, argumenta a equipe, sugerem que os médicos poderiam usar essas células-tronco eventualmente ao tratar as pessoas.
“Nossa técnica resolve o problema de rejeição de células-tronco e tecidos derivados de células-tronco e representa um grande avanço para o campo da terapia com células-tronco”, enfatiza Dr. Deuse.
“Nossa técnica pode beneficiar uma gama mais ampla de pessoas com custos de produção muito mais baixos do que qualquer abordagem individualizada. Precisamos fabricar nossas células apenas uma vez e ficamos com um produto que pode ser aplicado universalmente. ”
Dr. Tobias Deuse
