Células-tronco embrionárias geradas a partir de células epiteliais

Pesquisadores da Universidade Hebraica de Jerusalém (UHJ) encontraram uma forma de transformar células epiteliais nos três principais tipos de células-tronco que compõem os embriões em estágio inicial. O trabalho (realizado com células de camundongos) tem implicações significativas na modelagem de doenças embrionárias e disfunções placentárias, além de preparar o caminho para a geração de embriões a partir de células epiteliais.

Créditos: Kirill Makedonski

Como publicado na Cell Stem Cell, Dr. Yossi Buganim do departamento de Biologia do Desenvolvimento e de Pesquisa do Câncer da UHJ e sua equipe descobriram um conjunto de genes capazes de transformar células epiteliais de camundongos nos três tipos de células que compreendem esse estágio de desenvolvimento embrionário: o embrião em si, a placenta e os tecidos extra placentários, como o cordão umbilical. No futuro, poderá ser viável a geração de embriões humanos completos a partir de células epiteliais, sem a necessidade de espermatozoides ou óvulos. Essa descoberta também tem forte impacto no estudo de doenças relacionadas a essa etapa de desenvolvimento do embrião, assim como abre caminho para a resolução de problemas de infertilidade estudando esses embriões gerados em laboratório.

Em 2006, pesquisadores japoneses descobriram a capacidade de células epiteliais serem “reprogramadas” em células embrionárias que poderiam gerar um feto completo, através da expressão de quatro genes centrais para o desenvolvimento embrionário. Estas células epiteliais reprogramadas, chamadas de iPSCs (induced Plutipotent Stem Cells, ou Células-tronco pluripontentes induzidas), são semelhantes às células que se desenvolvem nos primeiros dias após a fertilização, e são essencialmente idênticas às suas equivalentes naturais. Essas células podem se desenvolver em todos os tipos de células fetais, mas não em tecidos extra embrionários, como a placenta.

Agora, o grupo de pesquisadores da UHJ, liderados pelo Dr. Buganim, Dr. Oren Ram do Instituto de Ciências da Vida e pelo professor Tommy Kaplan, da Faculdade de Informática e Engenharia da UHJ, assim como os estudantes de doutorado Hani Benchetrit e Mohammad Jaber, descobriram uma nova combinação de cinco genes que, quando inseridos em células epiteliais, reprogramam essas células em cada um dos três tipos de células embrionárias – iPSCs que podem gerar fetos, células-tronco placentárias e células-tronco que formarm tecidos extra embrionários. Essas transformações celulares levam cerca de um mês para se completarem.

A equipe da UHJ utilizou uma nova tecnologia para investigar as forças moleculares que governam as decisões do destino das células para a reprogramação de células epiteliais e para o processo natural de desenvolvimento embrionário. Por exemplo, os pesquisadores identificaram que o gene “Eomes” leva à identidade de células-tronco placentárias e subsequente desenvolvimento placentário, enquanto o gene “Esrrb” é responsável pelo desenvolvimento de células-tronco fetais através da aquisição temporária de identidade extra embrionária.

Para descobrir os diversos mecanismos moleculares que são ativados durante a formação desses tipos celulares, os pesquisadores analisaram mudanças na estrutura e função do genoma nas células quando os cinco genes eram introduzidos. Foi constatado que durante a primeira etapa, células epiteliais perdem sua identidade celular, e depois, lentamente adquirem uma nova identidade de um dos três tipos de células de desenvolvimento embrionário, e que esse processo é regulado pelos níveis de dois dos cinco genes estudados.

Recentemente, diversas tentativas foram feitas para desenvolver um embrião completo de camundongo sem a utilização de células germinativas. Essas tentativas usaram os três tipos celulares já mencionados isolados diretamente de um embrião vivo, em desenvolvimento. No entanto, o estudo da UHJ é o primeiro a tentar criar todos os três tipos de linhagens celulares exclusivamente a partir de células epiteliais. Essas descobertas podem significar que algum dia não será mais necessário “sacrificar” células de um embrião vivo para pesquisas envolvendo células-tronco embrionárias.

Falaí Biotec

Traduzido e adaptado de: Embryo stem cells created from skin cells. Science Daily. Disponível em: <https://www.sciencedaily.com/releases/2019/05/190502143437.htm>. Acesso em: 05/05/2019