Pesquisadores usaram uma técnica de rotulagem de células colorida para rastrear o desenvolvimento do sistema sanguíneo e traçar uma linhagem das células do sangue adultas viajando através de vastas redes de veias, artérias e capilares de volta à sua célula-tronco mãe na medula. Suas descobertas contribuem para a compreensão acerca do desenvolvimento do sangue, bem como das doenças sanguíneas.

Desenvolvida no Centro de Harvard para Ciência do Cérebro, a técnica envolve codificação de cores múltiplas de proteína fluorescente nas células de DNA. Como os genes se recombinam dentro da célula, a célula elabora uma cor única para seu código genético. Para células-tronco vermelhas, que a cor se torna uma assinatura genética passada para as células-filha; células-tronco roxas, por exemplo, farão apenas células do sangue roxas.

Duas equipes de pesquisa independentes, uma comandada por David Scadden, M.D., co-diretor do Instituto de Células-tronco de Harvard (HSCI), e outra pelo seu colega Leonard ZOn, M.D., cadeira do comitê executivo de HSCI e diretor do Programa de Células-tronco no Hospital das Crianças de Boston, adaptaram a rotulagem baseada em cor para o sistema sanguíneo para entender melhor como as células-tronco do sangue se comportam.

Em um estudo recente publicada na Cell, uma equipe de pesquisa, liderada pelo Dr. Scadden, descobriu que, em um rato individual, as células-tronco do sangue tinham um repertório específico e restrito de produção de sangue.

“Nós costumávamos pensar nas células-tronco como mães que dão origem às outras células do sistema, conforme a necessidade”, afirmou Vionnie Yu, primeiro autor do estudo. No momento da pesquisa, um pós-doutorando seguiu no laboratório de Scadden, mas seus resultados sugerem que as células-tronco têm um estrito conjunto de responsabilidades e não podem fazer qualquer tipo de célula sanguínea.

Quando transplantada a um novo ambiente, cada célula não somente faz os mesmos tipos de célula sanguínea madura, mas também o mesmo número de células. Além disso, os clones responderam de forma semelhante ao estresse inflamatório e quimiotóxico, sugerindo que essas células tinham uma memória ditando seu comportamento. Eles descobriram que essa memória estava escrita no epigenoma da célula-tronco.

Células-tronco do sangue, conforme Scadden, podem ser mais como peças de xadrez com uma forma fixa que elas podem se comportar dentro do sistema.

“Quando você é jovem e tem um conjunto inteiro de xadrez, você pode montar uma poderosa defesa de um ataque em seu sistema”, complementa o Dr. Scadden, “mas, se você perde peças com idade ou se você não recebe um conjunto completo de jogadores durante um transplante de medula óssea, as peças que você tem deixam de determinar sua habilidade de proteger a si mesmo”.

Além de observar células-tronco sanguíneas adultas em um rato adulto, a marcação de cores também permite que os pesquisadores explorem o sistema sanguíneo. Em um estudo publicado pela Nature Cell Biology, a equipe de pesquisa orientada pelo Dr. Zon usou o sistema de marcação de cores para definir a origem e o número de células-tronco que contribuem para a produção vitalícia de sangue.

Sabendo que as células são responsáveis pela produção do sangue, haveria implicações para compreender o desenvolvimento de cânceres no sangue, explicou Jonathan Henninger, um estudante do laboratório Zon do Hospital da Criança de Boston, e o primeiro autor do estudo. Por exemplo, uma célula-tronco desenvolveria uma mutação que lhe daria uma vantagem competitiva, permitindo-lhe assumir o sistema sanguíneo.

“Se aquelas células começarem a se comportar mal, isso levaria a desordens no sangue, tais como displasia mielóide e leucemia”, afirmou Henninger.

Pesquisadores sabem que essas desordens vêm de uma única célula-tronco ou de uma célula progenitora, diz Henninger; mas, agora, eles estão observando as populações de células-tronco a granel. “Ser capaz de identificar que uma célula errada que não funcionou poderia nos ajudar a entender melhor essas doenças”.

Leia mais: 
http://hsci.harvard.edu/news/colorful-clones 
DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2016.10.045 
DOI:10.1038/ncb3444