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CÉLULAS TRONCOCÉLULAS TRONCOFatos, Ficção e FuturoFatos, Ficção e Futuro
Nance Beyer NardiNance Beyer NardiDepartamento de Genética UFRGSDepartamento de Genética UFRGS
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Fatos, ficção e futuro:
1. Identidade, características básicas2. Métodos de obtenção3. Manutenção in vitro4. Plasticidade5. O papel do nicho6. Aplicações terapêuticas
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3 – Manutenção in vitro
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3.1 – Manutenção in vitro de células-tronco embrionárias
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Células tronco embrionárias: manutenção in vitro
• primeiros experimentos: sobre camadas de células alimentadoras (MEF)
• 1988: mESC cultivadas com LIF
• 2001- : hESC cultivadas em meio semi-definido (MEF-condicionado + bFGF + Maqtrigel)
• procedimento laborioso
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Spherical embryoid bodies (EBs)
Deixadas em condições de cultivo que não mantenham ativamente seu estado indiferenciado, as ESCs formam os corpos embrióides.
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Fig. 1. From blastocyst, to embryonic stem cell line, to somatic cells.
Estratégias:• adição de ácido retinóico• adição de vários fatores de crescimento• bloqueio de vias inibitórias•co-cultivo com células diferenciadas
Passier & Mummery. Origin and use of embryonic and adult stem cells in differentiation and tissue repair. Cardiovascular Research 58 (2003) 324–335.
Células tronco embrionárias: diferenciação in vitro
mistura heterogênea de vários tipos celulares
indução e seleção
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3.2 – Manutenção in vitro de células-tronco adultas
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Células-tronco do adulto: manutenção in vitro
Por que manter/expandir as células tronco?
• pesquisa
• isolamento de tipos específicos de células tronco para terapia (e.g., MSCs da medula óssea)
• expansão do número de células tronco para terapia (e.g., HSCs do sangue de cordão umbilical)
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Células-tronco do adulto: manutenção in vitro
• condições de cultivo específicas para cada tipo celular e espécie de origem
•meio de cultivo
•substrato
•adição de fatores de crescimento específicos
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Cultivo de células-tronco hematopoiéticas
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Cultivo de células-tronco mesenquimais
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Células-tronco do adulto: manutenção in vitro
• condições de cultivo específicas para cada tipo celular e espécie de origem
•meio de cultivo
•substrato
•adição de fatores de crescimento específicos
• tempo de manutenção variável
• grau de dificuldade variável
RESULTADO:
MODIFICAÇÕES NA BIOLOGIA DA CÉLULA???
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RESULTADO:
MODIFICAÇÕES NA BIOLOGIA DA CÉLULA???
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Cai et al. In search of “stemness”. Experimental Hematology 32 (2004) 585–598.
Alguns tipos de células tronco são senescentes
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Células-tronco do adulto: diferenciação in vitro
• cultivo sobre superfícies recobertas (e.g., fibronectina)
• adição de vários tipos de reagentes e fatores de crescimento
método empírico!
Extensa literatura.
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MSC murina
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Diferenciação da MSC em osteoblasto (10-8 M dexamethasone, 5 mg/ml ascorbic acid 2-phosphate, 10 mM b-glycerophosphate)
Diferenciação da MSC em adipócito (10-8 M dexamethasone and 5 mg/ml insulin)
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Fatos, ficção e futuro:
1. Identidade, características básicas2. Métodos de obtenção3. Manutenção in vitro4. Plasticidade5. O papel do nicho6. Aplicações terapêuticas
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4 - Plasticidade das células-tronco
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As células-tronco embrionárias têm, por definição, plasticidade de 100%
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As células-tronco embrionárias têm, por definição, plasticidade de 100%
Futuro:
• quando esta expectativa será alcançada?
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Questão ainda não definida!!!
Qual a plasticidade das células-tronco adultas?
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Ficção???
Múltiplos tipos de artefatos nos estudos in vitro e in vivo.
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Multipotent Adult
Progenitor Cells
MAPC
Catherine Verfaillie
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MAPC
ectodermamesodermaendoderma
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Qual a plasticidade das células-tronco adultas?
Fatos:
1 – A plasticidade é bem maior que inicialmente suposto.
2 – Alguns tipos de células-tronco adultas são mais plásticas que outros.
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As células-tronco mesenquimais (MSCs) são as células-tronco de adultos MAIS PLÁSTICAS conhecidas até o momento.
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A plasticidade das células tronco do adulto depende de transdiferenciação ou é devida a fusão celular?
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5 – O papel do nicho
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O contato com o nicho mantém as células-tronco quiescentes.
células + MEC + fatores
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Cell, Vol. 116, 769–778, March 19, 2004Fuchs et al. Socializing with the Neighbors: Stem Cells and Their Niche
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Contato com o nicho e a mitose assimétrica.