De células-tronco embrionárias humanas, a retina é cultivada

As células-tronco humanas formam espontaneamente um tecido que se desenvolve na retina - aquele tecido do olho que nos permite ver. Isso é relatado em um artigo publicado na revista Cell Stem Cell. No futuro, o transplante de um tecido tridimensional pode ajudar os pacientes com deficiência visual.

"Este é um marco importante no novo estágio do desenvolvimento da medicina regenerativa", disse Yoshiki Sasai, MD, PhD, diretor do grupo organogênese e neurogênese, do Centro RIKEN para Biologia do Desenvolvimento ), Japão. "Nossa abordagem abre novas perspectivas no uso de tecidos complexos derivados de células-tronco humanas para tratamento, bem como para pesquisa médica relacionada à patogênese e ao desenvolvimento de drogas".

No processo de desenvolvimento, a retina é um tecido fotossensível que reveste a superfície interna do olho - é formado a partir de uma estrutura conhecida como vidro visual ou de olho. No novo trabalho de pesquisadores japoneses, esta estrutura foi formada espontaneamente a partir de células-tronco embrionárias humanas (células de células-tronco embrionárias humanas) - células derivadas de embriões humanos que têm o potencial de se diferenciar em diferentes tecidos. Isto foi possível graças aos métodos de cultivo celular, otimizados pelo professor Sasai e seu grupo.

As células derivadas de hESCs são organizadas na estrutura tridimensional correta com duas camadas do copo de olho, uma das quais contém um grande número de células fotossensíveis - fotorreceptores. Uma vez que a degeneração da retina é principalmente um resultado de danos aos fotorreceptores, o tecido de hESC obtido a partir deles pode se tornar um material ideal para o transplante.

O estudo dos cientistas japoneses não só abre novas perspectivas para o uso de células estaminais na medicina regenerativa, mas, sem dúvida, acelerará o desenvolvimento de tal campo de ciência natural como a biologia do desenvolvimento. No decorrer dos experimentos, os pesquisadores estavam convencidos de que o olho de vidro, formado a partir de células-tronco embrionárias humanas, é muito mais espesso que o cultivado a partir de células-tronco embrionárias de ratos. Além disso, contém varas e cones, enquanto em ESCs de mouse, a diferenciação em cones é rara. Isso significa que as células embrionárias carregam instruções específicas de cada espécie para criar esta estrutura ocular.

"Nossa pesquisa abre o caminho para entender as peculiaridades do desenvolvimento do olho, específicas para uma pessoa, cujo estudo anteriormente era impossível", o professor Sasai tem certeza.

Este não é o primeiro grande sucesso do grupo do professor Sasai. No final do ano passado, os cientistas cresceram a partir de células-tronco embrionárias de ratos, uma porção anterior funcional da hipófise (adeno-hipófise), constituída por vários tipos diferentes de células produtoras de hormonas. Um artigo sobre os resultados deste trabalho A autoformação de adenohipófise funcional em cultura tridimensional foi publicada na revista Nature.

A glândula pituitária é uma pequena glândula endócrina na base do cérebro, que produz vários hormônios importantes. É especialmente importante no período de desenvolvimento inicial, e a capacidade de imitar sua educação no laboratório ajudará os cientistas a entender melhor a embriogênese. Os distúrbios na glândula pituitária estão associados a distúrbios do crescimento, como gigantismo e problemas de visão, incluindo a cegueira.

Este experimento não seria possível sem uma cultura de células tridimensional. A glândula pituitária é um órgão separado, mas para o seu desenvolvimento, são necessários sinais químicos da região do cérebro diretamente acima dele - o hipotálamo. Em uma cultura tridimensional, os cientistas poderiam crescer simultaneamente uns dos outros dois tipos de tecido, resultando em duas semanas de células-tronco auto-organizadas na glândula pituitária.

A coloração fluorescente mostrou que o tecido hipofisário crescido expressa os biomarcadores correspondentes e secreta típico para os hormônios da glândula pituitária anterior. Os pesquisadores foram ainda mais longe e testaram a funcionalidade dos órgãos sintetizados por eles, transplantando-os para ratos privados da glândula pituitária. Os experimentos terminaram em sucesso: a glândula pituitária bioengenharia restaurou os níveis de hormônios glucocorticóides no sangue de animais e eliminou os sintomas comportamentais como a letargia. O estado dos camundongos com estruturas de células estaminais implantadas que não foram expostos aos fatores de sinalização necessários e, portanto, não se tornou uma hipófise funcional não melhorou.

O professor Sasai e seus colegas planejam repetir o experimento em células-tronco humanas e, em sua opinião, este trabalho levará pelo menos três anos.

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