Uma molécula sintética de DNA direcionado poderia abrir caminho para a regeneração de tecidos.

As células-tronco podem ser induzidas a se transformar em células do músculo cardíaco por um novo método que envolve moléculas sintéticas. O método supera os desafios enfrentados pelas abordagens atuais e pode ser ajustado para solicitar a formação de uma variedade de tipos de células.

As células-tronco pluripotentes induzidas pelo homem (hiPSCs) são geradas a partir de células adultas e podem ser programadas para se transformar em qualquer tipo de célula do corpo. A conversão do tipo de célula é controlada pela regulação coordenada de sinais e genes de sinalização. Moléculas que ligam e desligam esses diversos sinais envolvidos no desenvolvimento de órgãos têm sido usadas para controlar o destino de hiPSCs. Mas as moléculas que podem desligar diretamente os genes de sinalização desejados não foram encontradas. Os protocolos atualmente disponíveis envolvem a introdução de material genético estrangeiro, o que pode ser arriscado para os pacientes.

Junichi Taniguchi e Ganesh Pandian Namasivayam, do Instituto de Ciências Integradas de Material Celular (iCeMS) da Universidade de Kyoto, no Japão, construíram uma molécula sintética que pode reconhecer e se ligar a uma sequência de DNA específica envolvida na diferenciação de hiPSCs em mesoderme, um tipo de célula intermediária que pode ser estimulada a se transformar em células do músculo cardíaco.

Quando a molécula sintética, chamado PIP-S2, liga-se à sua sequência de DNA alvo, previne uma proteína, chamado SOX2, de ligação ao mesmo site. SOX2 é altamente expresso em hiPSCs e é responsável por mantê-los em seu estado 'pluripotente', o que significa que os impede de se converter em outros tipos de células. No estudo, PIP-S2 ligado ao DNA, levando à conversão de hiPSCs em mesoderme. A equipe então adicionou à cultura de células hiPSC outra molécula inibidora de sinalização que é um conhecido impulsionador da formação de células do músculo cardíaco. As células do músculo cardíaco que demonstram a capacidade de contrair e retrair foram formadas em um período total de 12 dias.

"Para nosso conhecimento, este trabalho relata a primeira molécula sintética de ligação ao DNA capaz de guiar a diferenciação de hiPSCs em uma linhagem celular particular, "escreve Hiroshi Sugiyama, o investigador principal do estudo publicado na revista Pesquisa de ácidos nucléicos .

Esta estratégia pode ser usada para projetar moléculas sintéticas adicionais que têm como alvo várias sequências de DNA, induzindo hiPSCs a se desenvolverem em diferentes tipos de células, os pesquisadores concluem.