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Os cientistas da UCLA descobriram uma ligação entre uma proteína e a capacidade das células-tronco do sangue humano se auto-renovarem. Em um estudo publicado hoje(27/Novembro) na revista Nature, a equipe relata que a ativação da proteína faz com que as células-tronco do sangue se auto-renovem pelo menos doze vezes em condições de laboratório.

A multiplicação de células-tronco do sangue em condições externas ao corpo humano pode melhorar muito as opções de tratamento para câncer de sangue como leucemia e para muitas doenças hereditárias do sangue.

A Dra. Hanna Mikkola, membro do Centro Eli e Edythe de Medicina Regenerativa e Pesquisas com Células-Tronco da UCLA e autora sênior do estudo, estuda células-tronco do sangue há mais de 20 anos.

“Embora tenhamos aprendido muito sobre a biologia dessas células ao longo dos anos, um dos principais desafios permaneceu: tornar as células-tronco do sangue humano auto-renováveis ​​em laboratório. Temos que superar esse obstáculo para avançar o campo “.

Dra. Hanna Mikkola, autora sênior do estudo

As células-tronco do sangue, também conhecidas como células-tronco hematopoiéticas, são encontradas na medula óssea, onde se renovam e se diferenciam para criar todos os tipos de células sanguíneas. Os transplantes de medula óssea são utilizados há décadas para tratar pessoas com algumas doenças do sangue ou do sistema imunológico. No entanto, os transplantes de medula óssea têm limitações significativas: nem sempre é possível encontrar um doador de medula óssea compatível, o sistema imunológico do paciente pode rejeitar as células estranhas e o número de células-tronco transplantadas pode não ser suficiente para tratar com sucesso a doença.

Quando as células-tronco do sangue são removidas da medula óssea e colocadas em pratos de laboratório, elas rapidamente perdem sua capacidade de se auto-renovar e morrem ou se diferenciam em outros tipos de células sanguíneas. O objetivo de Mikkola, tornar as células-tronco do sangue auto-renováveis ​​em condições controladas de laboratório, abriria uma série de novas possibilidades para o tratamento de muitos distúrbios do sangue -; entre eles, a engenharia genética mais segura das células-tronco do sangue dos pacientes. Também poderia permitir que os cientistas produzissem células-tronco do sangue a partir de células-tronco pluripotentes, que têm o potencial de criar qualquer tipo de célula no corpo.

Para descobrir o que faz as células-tronco do sangue se auto-renovarem em um laboratório, os pesquisadores analisaram os genes que se desligam quando as células-tronco do sangue humano perdem sua capacidade de se auto-renovar, observando quais genes foram desativados quando as células-tronco do sangue se diferenciam em células sanguíneas específicas, como como glóbulos brancos ou vermelhos. Eles então colocam as células-tronco do sangue em pratos de laboratório e observam quais genes são desativados. Usando células-tronco pluripotentes, eles produziram células semelhantes a células-tronco sanguíneas que não tinham capacidade de se auto-renovar e monitoraram quais genes não foram ativados.

Eles descobriram que a expressão de um gene chamado MLLT3 estava intimamente correlacionada com o potencial de auto renovação das células-tronco do sangue e que a proteína gerada pelo gene MLLT3 fornece às células-tronco do sangue as instruções necessárias para manter sua capacidade de auto renovação. Isso é feito trabalhando com outras proteínas reguladoras para manter partes importantes do maquinário das células-tronco do sangue em funcionamento à medida que as células se dividem.

Os pesquisadores se perguntaram se a manutenção do nível da proteína MLLT3 nas células-tronco do sangue em placas de laboratório seria suficiente para melhorar suas habilidades de auto-renovação. Usando um vetor viral -; um vírus especialmente modificado que pode transportar informações genéticas para o núcleo de uma célula sem causar uma doença -; a equipe inseriu um gene MLLT3 ativo nas células-tronco do sangue e observou que as células-tronco funcionais eram capazes de se multiplicar em número pelo menos doze vezes em placas de laboratório.

“Se pensarmos na quantidade de células-tronco sanguíneas necessárias para tratar um paciente, é um número significativo”, disse Mikkola, que também é professor de biologia molecular, celular e de desenvolvimento na UCLA College e membro da UCLA Jonsson Comprehensive. Cancer Center. “Mas não estamos apenas focando na quantidade; também precisamos garantir que as células-tronco sanguíneas criadas em laboratório possam continuar funcionando adequadamente, produzindo todos os tipos de células sanguíneas quando transplantadas”.

Outros estudos recentes identificaram pequenas moléculas -; compostos orgânicos que são freqüentemente usados ​​para criar drogas farmacêuticas -; que ajudam a multiplicar as células-tronco do sangue humano em laboratório. Quando a equipe de Mikkola usou as pequenas moléculas, eles observaram que a auto-renovação das células-tronco do sangue melhorava em geral, mas as células não conseguiam manter níveis adequados de MLLT3 e também não funcionavam tão bem quando transplantadas em camundongos.

“As descobertas anteriores com as pequenas moléculas são muito importantes e estamos construindo sobre elas”, disse Vincenzo Calvanese, cientista do projeto da UCLA e autor co-correspondente do estudo. “Nosso método, que expõe células-tronco do sangue a pequenas moléculas e também insere um gene MLLT3 ativo, criou células-tronco do sangue que se integram bem na medula óssea de ratos, produzem eficientemente todos os tipos de células do sangue e mantêm sua capacidade de auto-renovação”.

É importante ressaltar que o MLLT3 fez com que as células-tronco do sangue se renovassem a uma taxa segura; eles não adquiriram características perigosas, como multiplicar demais ou sofrer mutações e produzir células anormais que poderiam levar à leucemia.

Os próximos passos para os pesquisadores incluem determinar quais proteínas e elementos do DNA das células-tronco do sangue influenciam o interruptor on-off do MLLT3 e como isso pode ser controlado usando ingredientes nas placas de laboratório. Com essas informações, eles poderiam encontrar maneiras de ativar e desativar o MLLT3 sem o uso de um vetor viral, o que seria mais seguro para uso em um ambiente clínico.

Texto retirado de News Medical.

Imagem retirada de Asian Scientist.

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