CICLO CELULAR

As células se reproduzem pela duplicação de seus conteúdos e, então, dividem-se em duas. Este ciclo de divisão celular é a maneira fundamenteal pela qual todos os seres vivos são reproduzidos.

Uma célula em crescimento passa por um ciclo celular que compreende essencialmente em dois períodos: a interfase e a divisão. Por muitos anos, os citologistas preocuparam-se primordialmente com o período de divisão, durante o qual profundas alterações cromossômicas eram vistas ao microscópio óptico, enquanto a interfase era considerada com uma fase de "repouso". Observou-se, entretanto, que as células passam a maior parte de sua vida em interfase, que é um período de atividade biossintética intensa, durante o qual a célula dobra de tamanho e duplica o seu complemento cromossômico. A divisão celular é somente a fase final e microscopicamente visível de uma alteração básica que ocorreu ao nível molecular durante a interfase.

A síntese do DNA ocorre somente em um período estrito da interfase, denominado S ou sintético, que é procedido e seguido por dois intervalos (GAPS) ou períodos de interfase (G1 e G2) onde não ocorre síntese de DNA.

Esta observação levou alguns cientistas dividir o ciclo celular em quatro intervalos sucessivos:

G1- é o período que transcorre entre o final da mitose e o início da síntese do DNA S - é o período de síntese do DNA G2 - é o intervalo entre o final da síntese do DNA e o início da mitose. Durante o período G2 a célula possue o dobro (4C) da quantidade de DNA presente na célula diplóide original (2C) MITOSE - é a divisão celular, depois da mitose as células filhas entram novamente no período G1 e possue o conteúdo de DNA equivalente a 2C A duração do ciclo celular varia consideravelmente de um tipo celular a outro. Para uma célula de manífero crescendo em cultura com um tempo de geração de 16 horas, o tempo dos diferentes períodos seria: G1 = 5 horas S = 7 horas G2 = 3 horas MITOSE = 1 horas

Geralmente, os períodos S, G2 e mitótico são relativamente constante nas diversas células de um mesmo organismo. O período G1 é o mais variável. Dependendo da condição fisiológica das células, pode durar dias, meses e até anos. Os tecidos que normalmente não se dividem (como nervoso ou músculo esquelético), ou que raramente se dividem (como os linfócitos circulantes), possue a mesma quantidade de DNA presente do período G1.

Pode-se saber em que fase do ciclo a célula se encontra pela medida de seu conteúdo de DNA, o qual duplica durante a fase S.


Gráfico mostrando a quantidade de DNA é a variação deste no Ciclo Celular

Em condições que favoreçam o crescimento o conteúdo total de proteína de uma célula típica aumenta mais ou menos continuamente durante o ciclo. Da mesma maneira, a síntese de RNA continua em uma velocidade constante, exceto durante a fase M, quando os cromossomos estão muito condensados para permitir a transcrição. A produção de algumas proteínas-chave é acionada a uma alta velocidade em um estágio específico do ciclo, como por exemplo as histonas que são requeridas para formação de uma nova cromatina e são fabricadas em grande quantidade somente na fase S e o mesmo acontece para algumas das enzimas que participam da produção de desoxirribonucleotídeos e replicação de DNA.

O sistema de controle do ciclo celular é um dispositivo bioquímico que opera ciclicamente, construído a partir de uma série de proteínas que interagem entre si e que induzem e coordenam os processos dependentes essenciais responsáveis pela duplicação e divisão dos conteúdos celulares. No coração desse sistema está uma série de complexos de proteínas formados por dois tipos básicos de compomentes: subunidade de proteínoquinase (chamadas proteínas Cdk) e proteínas ativantes (chamadas ciclinas). NO mínimo dois destes complexos protéicos regulam o ciclo celular normal, um no ponto de controle G1, e se situa antes do início da fase S, e o outro em G2 antes do início da fase M. Estes complexos de proteínas exercem seu controle através de sua ativide quinásica, pela ativação e desativaçaão das quinases em pontos estratégicos do ciclo.

Fonte: www.hurnp.uel.br

Read more »

Medicina do Futuro

Todo organismo pluricelular é composto por diferentes tipos de células. Entre as cerca de 75 trilhões de células existentes em um homem adulto, por exemplo, são encontrados em torno de 200 tipos celulares distintos. Todos eles derivam de células precursoras, denominadas ‘células-tronco’. O processo de diferenciação, que gera as células especializadas — da pele, dos ossos e cartilagens, do sangue, dos músculos, do sistema nervoso e dos outros órgãos e tecidos humanos — é regulado, em cada caso, pela expressão de genes específicos na célula-tronco, mas ainda não se sabe em detalhes como isso ocorre e que outros fatores estão envolvidos. Compreender e controlar esse processo é um dos grandes desafios da ciência na atualidade.

A célula-tronco prototípica é o óvulo fertilizado (zigoto). Essa única célula é capaz de gerar todos os tipos celulares existentes em um organismo adulto, até os gametas — óvulos e espermatozóides — que darão origem a novos zigotos. A incrível capacidade de gerar um organismo adulto completo a partir de apenas uma célula tem fascinado os biólogos desde que o fisiologista alemão Theodor Schwann (1810-1882) lançou, em 1839, as bases da teoria celular.

,

Read more »

Células Tronco Embrionária

As células-tronco embrionárias são estudadas desde o século 19, mas só há 20 anos dois grupos independentes de pesquisadores conseguiram imortalizá-las, ou seja, cultivá-las indefinidamente em laboratório. Para isso, utilizaram células retiradas da massa celular interna de blastocistos (um dos estágios iniciais dos embriões de mamíferos) de camundongos. Essas células são conhecidas pela sigla ES, do inglês embryonic stem cells (células-tronco embrionárias), e são denominadas pluripotentes, pois podem proliferar indefinidamente in vitro sem se diferenciar, mas também podem se diferenciar se forem modificadas as condições de cultivo (figura 3).

De fato, é preciso cultivar as células ES sob condições muito especiais para que proliferem e continuem indiferenciadas, e encontrar essas condições foi o grande desafio vencido pelos cientistas.

Read more »

Células Tronco Adultas

Sabe-se, desde os anos 60, que alguns tecidos de um organismo adulto se regeneram constantemente. Isso acontece com a pele, com as paredes intestinais e principalmente com o sangue, que têm suas células destruídas e renovadas o tempo inteiro, em um complexo e finamente regulado processo de proliferação e diferenciação celular.

Os estudos feitos há décadas sobre a hematopoiese (processo de produção de células sangüíneas) a partir de células-tronco multipotentes, localizadas no interior dos ossos, mostraram que elas originam células progressivamente mais diferenciadas e com menor capacidade proliferativa. Essas células-tronco podem gerar as linhagens precursoras mielóide e linfóide, que terminam por dar origem a todos os nove tipos celulares presentes no sangue, de hemácias a linfócitos. A renovação do sangue é tão intensa que diariamente entram em circulação cerca de 8 mil novas células sangüíneas. É assombroso que o organismo consiga controlar um processo proliferativo tão exuberante, impedindo, em circunstâncias normais, que o número de células produzidas exceda o necessário e que as células liberadas na circulação estejam no estágio correto de diferenciação.

É relativamente recente a constatação de que, além da pele, do intestino e da medula óssea, outros tecidos e órgãos humanos — fígado, pâncreas, músculos esqueléticos (associados ao sistema locomotor), tecido adiposo e sistema nervoso — têm um estoque de células-tronco e uma capacidade limitada de regeneração após lesões. Mais recente ainda é a idéia de que essas células-tronco ‘adultas’ são não apenas multipotentes (capazes de gerar os tipos celulares que compõem o tecido ou órgão específico onde estão situadas), mas também pluripotentes (podem gerar células de outros órgãos e tecidos).

O primeiro relato incontestável dessa propriedade das células-tronco adultas foi feito em 1998 por cientistas italianos, após um estudo — liderado pela bióloga Giuliana Ferrari, no Instituto San Rafaelle-Telethon — em que células derivadas da medula óssea regeneraram um músculo esquelético. Embora esse tipo de músculo também tenha células-tronco (‘células-satélite’), os pesquisadores usaram células da medula óssea, geneticamente marcadas para identificação posterior. Essas células, quando injetadas em músculos (lesados quimicamente) de camundongos geneticamente imunodeficientes, mostraram-se capazes de se diferenciar em células musculares, reduzindo a lesão.

Em outro experimento, em vez da injeção de células medulares diretamente na lesão muscular, os camundongos imunodeficientes receberam um transplante de medula óssea. Feito o transplante, os pesquisadores verificaram que as células-tronco (geneticamente marcadas, e por isso identificáveis como do animal doador) migraram da medula para a área muscular lesada do animal. Isso demonstrou que, existindo uma lesão muscular, células-tronco medulares adultas podem migrar até a região lesada e se diferenciar em células musculares esqueléticas.

O trabalho, portanto, estabeleceu duas novas e importantes idéias: células-tronco de medula óssea podem dar origem a células musculares esqueléticas e podem migrar da medula para regiões lesadas no músculo. Nesse trabalho, porém, as células-tronco de medula, de reconhecida plasticidade, deram origem a células não medulares mas de mesma origem embriológica, já que tanto o tecido muscular quanto as células do sangue derivam do mesoderma (uma das três camadas germinais que aparecem no início da formação do embrião).

Um resultado ainda mais surpreendente foi relatado em janeiro de 1999 por cientistas liderados por dois neurobiólogos, o canadense Christopher Bjornson e o italiano Angelo Vescovi. Em seu trabalho, publicado na revista Science, com o título ‘Transformando cérebro em sangue: um destino hematopoiético adotado por uma célula-tronco neural adulta in vivo’, eles demonstraram que células-tronco neurais de camundongos adultos podem restaurar as células hematopoiéticas em camundongos que tiveram a medula óssea destruída por irradiação.

Esse achado revolucionou os conceitos até então vigentes, pois demonstrou que uma célula tronco-adulta derivada de um tecido altamente diferenciado e com limitada capacidade de proliferação pode seguir um programa de diferenciação totalmente diverso se colocada em um ambiente adequado. Também deixou claro que o potencial de diferenciação das células-tronco adultas não é limitado por sua origem embriológica: células neurais têm origem no ectoderma e células sangüíneas vêm do mesoderma embrionário.

Ainda em 1999, em outros estudos, células-tronco adultas da medula óssea de camundongos transformaram-se em precursores hepáticos e, pela primeira vez, células-tronco adultas de medula óssea humana foram induzidas a se diferenciar, in vitro, nas linhagens condrocítica (cartilagem), osteocítica (osso) e adipogênica (gordura). Em junho de 2000, um grupo do Instituto Karolinska (Suécia), liderado por Jonas Frisen, confirmou que células-tronco neurais de camundongos adultos têm capacidade generalizada de diferenciação, podendo gerar qualquer tipo celular, de músculo cardíaco a estômago, intestino, fígado e rim, quando injetadas em embriões de galinha e camundongo. Esse resultado quebrou todos os dogmas, indicando que uma célula-tronco adulta é capaz de se diferenciar em qualquer tipo de célula, independentemente de seu tecido de origem, desde que cultivada sob condições adequadas.

Essa pluripotencialidade das células-tronco adultas coloca a questão do uso medicinal dessas células em bases totalmente novas. São eliminadas não só as questões ético-religiosas envolvidas no emprego das células-tronco embrionárias, mas também os problemas de rejeição imunológica, já que células-tronco do próprio paciente adulto podem ser usadas para regenerar seus tecidos ou órgãos lesados. Torna ainda possível imaginar que um dia não haverá mais filas para os transplantes de órgãos, nem famílias aflitas em busca de doadores compatíveis. Em breve, em vez de transplantes de órgãos, os hospitais farão transplantes de células retiradas do próprio paciente. Não há dúvida de que a terapia com células-tronco será a medicina do futuro.

Fonte: www.educacaopublica.rj.gov.br

Read more »

Conceitos e Linguagem das Células Tronco

Células-tronco são as células com capacidade de auto-replicação, isto é, com capacidade de gerar uma cópia idêntica a si mesma e com potencial de diferenciar-se em vários tecidos.

Quanto a sua classificação, podem ser
Totipotentes, aquelas células que são capazes de diferenciarem-se em todos os 216 tecidos que formam o corpo humano, incluindo a placenta e anexos embrionários. As células totipotentes são encontradas nos embriões nas primeiras fases de divisão, isto é, quando o embrião tem até 16 - 32 células, que corresponde a 3 ou 4 dias de vida;

Pluripotentes ou multipotentes, aquelas células capazes de diferenciar-se em quase todos os tecidos humanos, excluindo a placenta e anexos embrionários, ou seja, a partir de 32 - 64 células, aproximadamente a partir do 5º dia de vida, fase considerada de blastocisto. As células internas do blastocisto são pluripotentes enquanto as células da membrana externa destinam-se a produção da placenta e as membranas embrionárias;

Oligotentes, aquelas células que se diferenciam em poucos tecidos;

Unipotentes, aquelas células que se diferenciam em um único tecido.

Constitui um mistério para os cientistas a ordem ou comando que determina no embrião humano que uma célula-tronco pluripotente se diferencie em determinado tecido específico, como fígado, osso, sangue etc. Porém em laboratório, existem substâncias ou fatores de diferenciação que quando são colocadas em culturas de células-tronco in vitro, determinam que elas se diferenciem no tecido esperado. Um estudo está sendo desenvolvido pela USP para averiguar o resultado do contato de uma célula-tronco com um tecido diferenciado, cujo objetivo é observar se a célula-tronco irá transformar-se no mesmo tecido com que está tendo contato. As células-tronco da pesquisa foram retiradas de cordão umbilical.

Quanto a sua natureza, podem ser
Adultas, extraídas dos diversos tecidos humanos, tais como, medula óssea, sangue, fígado, cordão umbilical, placenta etc. (estas duas últimas são consideradas células adultas, haja vista a sua limitação de diferenciação). Nos tecidos adultos também são encontradas células-tronco, como medula óssea, sistema nervoso e epitélio. Entretanto, estudos demonstram que a sua capacidade de diferenciação seja limitada e que a maioria dos tecidos humanos não podem ser obtidas a partir delas.

Embrionárias, só podem ser encontradas nos embriões humanos e são classificadas como totipotentes ou pluripotentes, dado seu alto poder de diferenciação. Estes embriões descartados (inviáveis para a implantação) podem ser encontrados nas clínicas de reprodução assistida ou podem ser produzidos através da clonagem para fins terapêuticos.

Podem ser obtidas
Por Clonagem Terapêutica é a técnica de manipulação genética que fabrica embriões a partir da transferência do núcleo da célula já diferenciada, de um adulto ou de um embrião, para um óvulo sem núcleo. A partir da fusão inicia-se o processo de divisão celular, na primeira fase 16-32 são consideradas células totipotentes. Na segunda fase 32-64 serão células pluripotentes, blastocisto que serão retiradas as células-tronco para diferenciação, in vitro, dos tecidos que se pretende produzir. Nesta fase ainda não existe nenhuma diferenciação dos tecidos ou órgãos que formam o corpo humano e por isso podem ser induzidas para a terapia celular.

Do Corpo Humano as células-tronco adultas são fabricadas em alguns tecidos do corpo, como a medula óssea, sistema nervoso e epitélio, mas possuem limitação quanto a diferenciação em tecidos do corpo humano.

De Embriões Descartados (inviáveis para implantação) e Congelados nas clínicas de reprodução assistida

Podem ser utilizadas
Terapia Celular: tratamento de doenças ou lesões com células-tronco manipuladas em laboratório.

O que é Clonagem Reprodutiva?
É a técnica pela qual se forma uma cópia de um indivíduo. O procedimento basea-se na transferência do núcleo de uma célula diferenciada, adulta ou embrionária, para um óvulo sem núcleo com a implantação do embrião no útero humano. Gêmeos univitelinos são clones naturais.

Principal diferença das técnicas de Clonagem Terapêutica e Reprodutiva

Nas duas situações há transferência de um núcleo de uma célula diferenciada para um óvulo sem núcleo. Mas na técnica de clonagem para fins terapêuticos as células são multiplicadas em laboratório para formar tecidos específicos e nunca são implantados em um útero.

Vantagens e limitações da Clonagem Terapêutica para a obtenção de células-tronco

A principal vantagem dessa técnica é a fabricação de células pluripotentes, potencialmente capazes de produzir qualquer tecido em laboratório, o que poderá permitir o tratamento de doenças cardíacas, doença de Alzheimer, Parkinson, câncer, além da reconstituição de medula óssea, de tecidos queimados ou tecidos destruídos etc, sem o risco da rejeição, caso o doador seja o próprio beneficiado com a técnica. Mas a principal limitação é que no caso de doenças genéticas, o doador não pode ser a própria pessoa porque todas as suas células têm o mesmo defeito genético.

A clonagem para fins terapêuticos não pode reproduzir seres humanos, porque nunca haverá implantação no útero. As células são multiplicadas em laboratório até a fase de blastocisto, 32-64 células, sendo a partir desse estágio manipuladas para formação de determinados tecidos. Além disso, nessa fase o pré-embrião é constituído por um aglomerado de células que ainda não tem sistema nervoso.

Fonte: www.ghente.org

Read more »