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Tradicionalmente, os investigadores criam células estaminais colocando um embrião numa placa ou empregando moléculas encontradas em células pluripotentes para reprogramar células diferenciadas e criar células pluripotentes induzidas. Este novo estudo explora outras possibilidades.
Os pesquisadores da Universidade de Copenhague utilizaram um modelo de camundongo para descobrir um caminho alternativo que algumas células seguem para construir órgãos e usaram essa informação para explorar um novo tipo de células-tronco como uma possível fonte de órgãos em uma placa.
Imagine ser capaz de restaurar tecidos de órgãos danificados. Como as células-tronco têm a incrível capacidade de criar células de órgãos como o fígado, o pâncreas e o intestino, é isso que a pesquisa com células-tronco pretende fazer.
Durante muitos anos, os investigadores trabalharam para duplicar o processo pelo qual as células estaminais embrionárias se desenvolvem em órgãos e outras partes do corpo. No entanto, apesar de várias tentativas, provou ser extremamente desafiador fazer com que as células cultivadas em laboratório amadureçam corretamente. No entanto, uma investigação recente da Universidade de Copenhaga revela que poderiam ter perdido um passo crucial e talvez outro tipo de células estaminais.
“Simplificando, vários estudos recentes tentaram fazer um intestino a partir de células-tronco em um prato. Encontrámos uma nova forma de fazer isto, uma forma que segue diferentes aspectos do que acontece no embrião. Aqui, encontramos uma nova rota que o embrião usa e descrevemos o estágio intermediário que diferentes tipos de células-tronco poderiam usar para formar o intestino e outros órgãos”, diz o Ph.D. estudante da Martin Proks, um dos principais autores do estudo do Centro da Fundação Novo Nordisk para Medicina de Células-Tronco da Universidade de Copenhague (reNEW).
O estudo concentrou-se em células-tronco pluripotentes e células-tronco extra-embrionárias do endoderma. As células endoderme extra-embrionárias são uma nova linhagem de células-tronco identificada pela mesma equipe de pesquisa há alguns anos. Eles ajudam os órgãos gastrointestinais, agindo como células de suporte essenciais que fornecem membranas, nutrição para as membranas e outras funções.
O líder do grupo e professor Joshua Brickman da reNEW explica:
“Identificamos uma rota alternativa que as chamadas células extra-embrionárias podem usar para produzir órgãos intestinais no embrião. Em seguida, pegamos nossas células-tronco endoderme extra-embrionárias e as desenvolvemos em estruturas semelhantes a órgãos intestinais na placa.”
“Mas até um passado muito recente, as pessoas presumiam que essas células ajudavam o embrião a se desenvolver, e então elas desaparecem. Que eles não têm nada a ver com o seu corpo. Portanto, neste artigo, descobrimos que se direcionarmos essas células de suporte por essa nova rota alternativa, elas na verdade formariam estruturas organoides”, diz Joshua Brickman sobre as descobertas, que foram publicadas na revista. Biologia Celular da Natureza.
Pode melhorar células cultivadas em laboratório
Os pesquisadores identificaram todas as células potenciais candidatas a formar órgãos associados ao trato digestivo, como fígado, pâncreas, pulmão e intestino, com base na marcação delas com um marcador genético. Este big data é difícil de analisar e exigiu novas abordagens inovadoras de análise que foram desenvolvidas em colaboração com cientistas físicos do Instituto Niels Bohr.
“Identificamos então os genes que estão sendo usados nessas células. Para facilitar este trabalho, desenvolvemos uma nova ferramenta computacional para comparar grupos de células e usamos isso tanto para comparar células dentro de nosso próprio conjunto de dados quanto para examinar outras”, explica o professor associado Ala Trusina do Instituto Niels Bohr.
Para questionar se a rota alternativa poderia desenvolver tipos de células orgânicas em laboratório, os pesquisadores começaram a usar um tipo diferente de células-tronco. Estas células estaminais, que foram descritas anteriormente neste artigo, originam-se de uma parte diferente do embrião das células estaminais pluripotentes, e assemelham-se ao ponto de partida para a segunda via ou via alternativa de formação de órgãos.
“Em seguida, usamos essas células-tronco para gerar estruturas semelhantes a órgãos intestinais em um prato. As descobertas sugerem que ambas as rotas podem funcionar. Usar a via alternativa pode ajudar as células cultivadas em laboratório a formar células funcionais e a tratar e estudar doenças”, diz Michaela Rothova, uma das outras autoras principais do estudo.
Poderia ser uma descoberta importante, já que os cientistas há muito tentam decifrar o código sobre como desenvolver células-tronco nas células corretas necessárias para um tratamento específico, testar medicamentos ou modelar uma doença.
“Ainda não chegamos lá em termos de função e temos problemas para amadurecer essas células. Então, talvez possamos resolver alguns destes problemas tentando esta rota alternativa ou combinando a rota alternativa com a rota tradicional”, conclui Joshua Brickman da reNEW.
Referência: “Identificação do intermediário central na transição do endoderma extra-embrionário para embrionário através da transcriptômica unicelular” por Michaela Mrugala Rothová, Alexander Valentin Nielsen, Martin Proks, Yan Fung Wong, Alba Redo Riveiro, Madeleine Linneberg-Agerholm, Eyal David , Ido Amit, Ala Trusina e Joshua Mark Brickman, 9 de junho de 2022, Biologia Celular da Natureza.
DOI: 10.1038/s41556-022-00923-x