p Um embrião de camundongo precoce no qual as células pluripotentes podem ser observadas. Crédito:CNIC
p Um sofisticado sistema de "controle social" operando entre células vizinhas permite que os embriões protejam a pureza de sua população de células pluripotentes, que é capaz de gerar todos os tecidos do corpo. Este sistema funciona através da eliminação de células que começam a se diferenciar prematuramente, em um processo mediado por "competição celular" com base nos níveis de expressão do gene Myc. Este sistema de controle é importante para a pluripotência durante o desenvolvimento de embriões de mamíferos, e é descrito pela primeira vez em
Célula de Desenvolvimento por pesquisadores do Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC). p Quando os embriões de mamíferos não contêm mais do que algumas dezenas de células, algumas dessas células têm a capacidade de se diferenciar em todos os tipos de células do organismo. Essa capacidade é conhecida como pluripotência, e o líder do estudo, Dr. Miguel Torres, explicou que nesses estágios iniciais o embrião deve conservar e expandir a população de células pluripotentes por um período de dias para produzir vários milhares de células pluripotentes, o suficiente para gerar um novo organismo individual. Durante este processo, as células progridem de um estado ingênuo (mais pluripotente) para um estado preparado, no qual têm maior propensão para se diferenciar.
p Até agora, os cientistas não tiveram como explicar por que essa expansão no número de células pluripotentes é acompanhada pela morte espontânea de um grande número dessas mesmas células. O que se sabia é que as células pluripotentes vizinhas comparam seus níveis de um fator chamado Myc, que controla a capacidade das células de crescer e proliferar. Células com menos Myc do que suas vizinhas morrem por meio de um processo conhecido como competição celular; Contudo, não se sabia por que a população de células pluripotentes no embrião contém células com diferentes níveis de Myc.
Ainda de uma gravação de células pluripotentes vivas, em que as células com níveis mais elevados de Myc (verde) causam a morte de suas vizinhas (pontas de seta brancas). Crédito:CNIC p Para o novo estudo, uma equipe multidisciplinar do CNIC usou células pluripotentes nas quais os níveis de Myc são revelados por um sinal fluorescente. A equipe também desenvolveu uma nova ferramenta de análise de imagens que lhes permitiu filmar grupos de células pluripotentes vivas. Ao rastrear o nível de Myc nessas populações, os cientistas foram capazes de observar quais células se tornam "perdedoras" na competição celular e morrem, e quais se tornam "vencedores" e sobrevivem. O sinal fluorescente também permitiu à equipe isolar células com níveis altos ou baixos de Myc e estudar suas características. Dr. Torres diz, "O estudo mostra que o nível de Myc revela o estado de diferenciação da célula; células com mais Myc são mais ingênuas, em outras palavras, mais pluripotente, enquanto aqueles com menos Myc são mais preparados, ou mais diferenciadas. "
p O que esta descoberta implica é que a população de células-tronco pluripotentes não é pura, devido ao aparecimento de células iniciadas com níveis mais baixos de Myc. Interessantemente, quando as células se dividem, as células-filhas mostram uma tendência muito forte de conservar o nível Myc e o estado de diferenciação da célula-mãe. Então, quando a equipe de pesquisa bloqueou a competição de células, eles descobriram que células diferenciadas se acumulavam na população de células-tronco pluripotentes. Em outras palavras, a população de células-tronco pluripotentes tornou-se menos pura quando as células iniciadas não puderam ser eliminadas por meio da competição celular.
p Cristina Clavería, Daniel Jimenez-Carretero, Laura Fernandez de Manuel, Covadonga Díaz-Díaz, María Montoya e Miguel Torres. Crédito:CNIC
p Os cientistas também fizeram a seguinte descoberta fascinante. Uma vez que o embrião tenha acumulado células pluripotentes suficientes para gerar um novo indivíduo, essas células precisam começar a se diferenciar. A equipe de pesquisa descobriu que, neste estágio, populações celulares inteiras reduzem seus níveis de Myc simultaneamente, evitando assim a morte por competição celular e iniciando um processo coordenado de diferenciação. As conclusões do primeiro autor Covadonga Díaz-Díaz e colegas estabelecem que a competição celular baseada em níveis diferenciados de Myc entre células vizinhas atua como um sistema de "controle social", por meio do qual os embriões protegem a pureza da população de células-tronco pluripotentes, eliminando as células que começam a se diferenciar prematuramente.
p De acordo com os pesquisadores, esses resultados também revelam a ação yin e yang de genes como Myc. "A capacidade do Myc de regular o crescimento e a proliferação celular é essencial para o desenvolvimento embrionário, mas essa mesma capacidade significa que a expressão excessiva de Myc nas células de adultos é uma das principais causas de câncer. "