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Células-tronco podem tratar a degeneração macular

Pezibear via Pixabay

Fonte

EPFL | Escola Politécnica Federal de Lausanne

Data

segunda-feira, 20 junho 2022 12:30

Áreas

Biologia. Biotecnologia. Células-tronco. Engenharia Biológica. Medicina. Oftalmologia.

O envelhecimento envolve mudanças na visão e eventualmente a necessidade do uso de óculos, mas existem formas mais graves de problemas oculares relacionados à idade. Uma delas é a degeneração macular relacionada à idade, que afeta a mácula – a parte de trás do olho que é responsável pela visão nítida e a capacidade de distinguir detalhes. O resultado é um borrão na parte central do campo visual.

A mácula faz parte da retina do olho, que é o tecido sensível à luz composto principalmente pelas células visuais do olho: células fotorreceptoras de cone e bastonete. A retina também contém uma camada chamada epitélio pigmentar da retina (EPR), que tem várias funções importantes, incluindo absorção de luz, limpeza de resíduos celulares e manutenção da saúde de outras células do olho.

As células do EPR também nutrem e mantêm as células fotorreceptoras do olho, e é por isso que uma das estratégias de tratamento mais promissoras para a degeneração macular relacionada à idade é substituir as células do EPR degeneradas e envelhecidas por células novas cultivadas a partir de células-tronco embrionárias humanas.

Cientistas propuseram vários métodos para converter células-tronco em EPR, mas ainda há uma lacuna no conhecimento de como as células respondem a esses estímulos ao longo do tempo. Por exemplo, alguns protocolos levam alguns meses, enquanto outros podem levar até um ano. E, no entanto, os cientistas não sabem exatamente o acontece durante esse período de tempo.

Populações de células mistas

“Nenhum dos protocolos de diferenciação propostos para ensaios clínicos foram examinados ao longo do tempo em nível de célula única – sabemos que eles podem produzir células pigmentares da retina, mas como as células evoluem para esse estado permanece um mistério”, disse o Dr. Gioele La Manno, pesquisador do programa de Pesquisa Independente em Ciências da Vida (ELISIR) da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), na Suíça.

“Para que a área de pesquisa avance, é importante compreender aspectos da dinâmica do que acontece nesses protocolos. O caminho para a maturidade pode ser tão importante quanto o estado final, por exemplo, para a segurança do tratamento ou para melhorar a pureza das células e reduzir o tempo de produção”, destacou o pesquisador.

Rastreamento de células-tronco à medida que crescem em células EPR

O Dr. Gioele La Manno liderou um estudo com o Dr. Fredrik Lanner, professor do Instituto Karolinska, na Suécia, que traça um protocolo para diferenciar células-tronco embrionárias humanas em células EPR realmente destinadas ao uso clínico. O trabalho mostrou que o protocolo pode desenvolver terapias baseadas em células-tronco pluripotentes seguras e eficientes para a degeneração macular relacionada à idade. O estudo foi publicado e apresentado na capa deste mês da revista científica Stem Cell Reports.

“Métodos padrão, como PCR quantitativo e RNA-seq em massa, capturam a expressão média de RNAs de grandes populações de células”, disse Alex Lederer, doutorando da EPFL e um dos principais autores do estudo. “Em populações de células mistas, essas medições podem obscurecer diferenças críticas entre células individuais que são importantes para saber se o processo está se desenrolando corretamente”. Em vez disso, os pesquisadores usaram uma técnica chamada sequenciamento de RNA de célula única (scRNA-seq), que pode detectar todos os genes ativos em uma célula individual em um determinado momento.

Olhando para estados intermediários

Usando a técnica scRNA-seq, os pesquisadores foram capazes de estudar todo o perfil de expressão gênica de células-tronco embrionárias humanas individuais durante todo o protocolo de diferenciação, que leva um total de sessenta dias. Isso permitiu que eles mapeassem todos os estados transitórios dentro de uma população à medida que cresciam em células de pigmento da retina, mas também permitiu otimizar o protocolo e suprimir o crescimento de células não-EPR, evitando assim a formação de populações de células contaminantes. “O objetivo é evitar populações de células mistas no momento do transplante e garantir que as células no ponto final sejam semelhantes às células EPR originais do olho de um paciente”, disse Alex Lederer.

Transplante de células EPR em um modelo animal

Mas o objetivo do protocolo de diferenciação é gerar uma população pura de células EPR que possam ser implantadas nas retinas dos pacientes para retardar a degeneração macular. Assim, a equipe transplantou sua população de células que haviam sido monitoradas com scRNA-seq no espaço sub-retiniano de duas coelhas albinas brancas da Nova Zelândia, que são o que os cientistas da área chamam de ‘modelo animal de olhos grandes’. A operação foi realizada após a aprovação do Comitê de Ética Experimental Animal do Norte de Estocolmo.

O trabalho mostrou que o protocolo não apenas produz uma população de células RPE puras, mas que essas células podem continuar amadurecendo mesmo após terem sido transplantadas no espaço sub-retiniano. “Nosso trabalho mostrou que o protocolo de diferenciação pode desenvolver terapias baseadas em células-tronco pluripotentes seguras e eficientes para a degeneração macular relacionada à idade”, concluiu o Dr. Fredrik Lanner, que atualmente está desenvolvendo pesquisa para certificar que o protocolo possa ser usado em breve nas clínicas.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Escola Politécnica Federal de Lausanne (em inglês).

Fonte: Nik Papageorgiou, EPFL. Imagem: Pezibear via Pixabay.

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