As células estaminais são as células responsáveis pela produção de novas células. Isto é importante para o crescimento, substituição e reparação. Aqui, damos-lhe uma breve panorâmica dos diferentes tipos de células estaminais antes de compararmos os progressos realizados nas terapias para os doentes e os desafios ou limitações que ainda têm de ser resolvidos.
O que são células estaminais?
As células estaminais são o reservatório natural do corpo para o crescimento e reparação celular. Substituem células especializadas que se perderam devido à utilização ou a danos
Precisamos de criar novas células a toda a hora, apenas para manter o nosso corpo a funcionar. Algumas células especializadas (como as células sanguíneas e musculares) não são capazes de fazer novas cópias de si próprias através da divisão celular. Em vez disso, têm de ser repostas a partir de populações de células estaminais.
As células estaminais têm a capacidade única de produzir cópias de si próprias (auto-renovação) e outros tipos de células mais especializadas (diferenciação) quando se dividem. O caminho que seguem depende das necessidades do organismo.
As células estaminais são essenciais para a manutenção de tecidos como o sangue, a pele e o intestino, que sofrem uma renovação contínua (substituição de células), e o músculo, que pode ser construído de acordo com as necessidades do corpo e é frequentemente danificado durante o esforço físico.
O que torna as células estaminais únicas?
As células estaminaisnão são especializadas. Ao contrário de um glóbulo vermelho, que transporta o oxigénio através da corrente sanguínea, ou de uma célula muscular que trabalha com outras células para produzir movimento, uma célula estaminal não tem quaisquer propriedades fisiológicas especializadas. Diz-se que estas células são indiferenciadas.
As células estaminais podem dividir-se e produzir cópias idênticas de si próprias repetidamente. Este processo é designado por auto-renovação e mantém-se durante toda a vida do organismo. A auto-renovação é a segunda das três propriedades que definem as células estaminais. As células especializadas, como o sangue e os músculos, normalmente não se replicam, produzindo cópias de si próprias. Isto significa que, quando são gravemente danificadas por uma doença ou lesão, não se podem substituir a si próprias.
A terceira propriedade que define as células estaminais é a capacidade de produzir tipos de células mais especializadas no organismo. Este processo é designado por diferenciação ou maturação. As células estaminais de diferentes tecidos variam no número e tipos de células que podem produzir. Por exemplo, as células estaminais da linha germinativa masculina produzem apenas espermatozóides, mas são células estaminais: são indiferenciadas, podem auto-renovar-se e produzem as células especializadas, os espermatozóides.
Quais são os diferentes tipos de células estaminais?
Muitas pessoas pensam que as células estaminais provêm de um embrião inicial e que podem ser transformadas em qualquer tipo de célula. Isto não é verdade para todas as células estaminais. De facto, temos células estaminais no nosso corpo durante toda a nossa vida.
As células estaminais podem ser divididas em três categorias:
1. Células estaminais embrionárias: São células que foram cultivadas em laboratório, depois de terem sido retiradas do embrião inicial. Estas células podem transformar-se em qualquer tipo de célula especializada.
2. Células estaminais pluripotentes induzidas: Trata-se de células anteriormente especializadas, recolhidas de um adulto, que foram “desdiferenciadas” em laboratório para voltarem a um estado indiferenciado ou não especializado. São semelhantes às células estaminais embrionárias, na medida em que podem transformar-se em qualquer tipo de célula especializada. A técnica laboratorial utilizada para produzir estas células foi descoberta em 2006. São também conhecidas por células iPS, iPSC ou células estaminais “reprogramadas”.
3. Células estaminais de tecidos específicos: São células que se encontram no nosso corpo ao longo da vida. Não são capazes de produzir qualquer tipo de célula, mas são frequentemente capazes de produzir vários tipos de células para reconstituir o tecido a que estão associadas. São também conhecidas como “células estaminais adultas”.
Pode ler mais sobre as propriedades destes diferentes tipos de células estaminais e sobre o trabalho de investigação atual nas nossas outras fichas informativas.
Células estaminais embrionárias (ESCs)
As células estaminaispluripotentes podem dar origem a qualquer tipo de célula especializada do corpo (por exemplo, células estaminais embrionárias). As células estaminaismultipotentes podem dar origem a várias células especializadas diferentes (por exemplo, células estaminais hematopoiéticas). As células estaminaisunipotentes são responsáveis pela produção de um único tipo de células especializadas (por exemplo, células estaminais da linha germinal).
As células estaminais embrionárias (CTE) têm um potencial ilimitado para produzir células especializadas do corpo. Este facto sugere enormes possibilidades para a investigação de doenças e para o fornecimento de novas terapias. As CTE são pluripotentes: podem diferenciar-se em qualquer tipo de célula do corpo.
As CTE humanas foram cultivadas em laboratório pela primeira vez em 1998. Estas células são derivadas de uma fase muito precoce do desenvolvimento. O embrião é constituído por cerca de 100 células, formando uma estrutura chamada blastocisto, e ainda não se implantou no útero.
Nem todas as experiências que utilizam ESCs requerem um novo blastocisto. As CTE derivadas em laboratório podem ser mantidas e cultivadas em grande número durante longos períodos de tempo. De facto, parece ser possível continuar a cultivá-las indefinidamente. Quando os cientistas sabem que um determinado grupo de CTE pode ser mantido e cultivado indefinidamente, podem guardar amostras para as depositar em bancos de células estaminais, para que outros cientistas também as possam utilizar. Estas amostras guardadas são designadas por linhas celulares. As linhas celulares são frequentemente utilizadas nas fases iniciais das experiências, uma vez que as suas propriedades são bem conhecidas e facilitam a comparação de resultados entre outros ensaios que utilizam a mesma linha.
As CTE podem ser utilizadas para estudar o desenvolvimento de tecidos específicos. Podem também ser utilizadas para testar medicamentos e para modelar doenças em diferentes tecidos sem recolher amostras de tecidos de doentes.
Existem ainda alguns desafios práticos no que respeita à utilização de CTE na investigação ou na clínica. Os investigadores têm de garantir que as CTE se diferenciam completamente no tipo de tecido pretendido e que os tecidos cultivados a partir de CTE se comportam da mesma forma que os tecidos que crescem no corpo. Existem também considerações éticas relativamente à utilização de células obtidas a partir de um blastocisto humano.
Células estaminais pluripotentes induzidas (iPSC)
Em 2012, Shinya Yamanaka e John B. Gurdon receberam o Prémio Nobel pela sua descoberta das iPSCs.
A descoberta de que células adultas especializadas e maduras podem ser “reprogramadas” em células que se comportam como células estaminais embrionárias foi um avanço no campo da investigação sobre células estaminais. Este processo é por vezes designado por desdiferenciação.
As iPSC constituem uma fonte de células semelhantes às CTE a que se pode aceder sem a criação de um blastocisto. Podem ser utilizadas para estudar o processo de desenvolvimento, os factores envolvidos no crescimento de tipos de tecidos específicos e como forma de modelar doenças em laboratório.
Do ponto de vista clínico, a descoberta destas células estaminais pluripotentes induzidas (iPSC) suscitou a esperança de que, teoricamente, pudessem ser produzidas células a partir da pele (ou de outros tecidos) do próprio doente para tratar a sua doença. Isto evitaria o risco de rejeição imunitária. Poderá também permitir a criação de bancos de células iPSC, que funcionariam como bancos de sangue, fazendo corresponder doentes a dadores adequados.
Tal como as CTE, é necessário demonstrar que as células iPSC se diferenciam de forma completa e consistente nos tipos de células especializadas necessários para que se tornem instrumentos eficazes de investigação e, eventualmente, cumpram as normas adequadas para utilização em doentes.
Células estaminais específicas de tecidos (adultos)
Muitos tecidos do corpo humano são mantidos e reparados ao longo da vida por células estaminais. Estas células estaminais tecidulares específicas são muito diferentes das células estaminais embrionárias.
As células estaminais tecidulares específicas não são pluripotentes como as ESCS. Diferenciaram-se parcialmente ou amadureceram, pelo que já não são capazes de produzir todos os tipos de células. No entanto, continuam a ser capazes de se auto-renovar. A maioria das células estaminais adultas são multipotentes, capazes de produzir apenas um número limitado de tipos de células especializadas. Algumas são mesmo unipotentes: produzem apenas um tipo de célula.
As células estaminais adultas só podem produzir um número limitado de tipos de células especializadas. Por exemplo, as células estaminais neurais só podem diferenciar-se em células cerebrais; as células estaminais hematopoiéticas (células estaminais do sangue) só podem diferenciar-se em células especializadas do sangue e do sistema imunitário; e as células da linha germinal só podem produzir espermatozóides ou óvulos.
Como se comparam todos estes tipos de células estaminais?
As células estaminais são ferramentas importantes para a investigação de doenças e oferecem um grande potencial de utilização na clínica.
Atualmente, a principal utilização das CTE e das iPSC é na modelização de doenças, no ensaio de medicamentos ou para aumentar a nossa compreensão da biologia básica deste tipo de células.
Algumas fontes de células estaminais adultas são atualmente utilizadas para fins clínicos, como o transplante de células estaminais hematopoiéticas do sangue (também chamado transplante de células estaminais do sangue ou transplante de medula óssea).
Até 2023, foram realizados ou estão em curso 100 casos de estudos clínicos com CTEs/iPSCs. É necessário muito mais tempo de estudo antes de poder ser aprovada qualquer terapêutica para mais doentes.
