Uma série de estudos liderados pelo professor associado Jose Polo, pesquisador da Monash University, lançou esta semana luz sobre aspectos vitais, ainda não claro, aspectos da reprogramação celular.

Reprogramação de células, em que um tipo de célula pode ser transformado em quase qualquer outro tipo de célula no corpo humano, está revolucionando a medicina. Ele dá aos cientistas a capacidade teoricamente de criar qualquer tecido para reparar órgãos danificados, como o coração ou o fígado, ou para uso em transplantes.

Em 2006, os pesquisadores japoneses que fizeram a descoberta ganhadora do Prêmio Nobel de células-tronco pluripotentes induzidas (iPS) identificaram um conjunto de quatro fatores de transcrição como sendo capazes de transformar qualquer célula em células iPS. Essas células iPS, como acontece com as células-tronco embrionárias, têm o potencial de produzir qualquer célula do corpo, mas evitando o uso de embriões ou correndo o risco de ser rejeitado pelo corpo do paciente, uma limitação do transplante.

No entanto, mais de uma década depois, ainda não era totalmente compreendido com precisão como esses fatores de reprogramação funcionam.

"Você não precisa saber de mecânica para dirigir um carro de A a B, mas se algo der errado ou você quiser melhorar o desempenho do carro, então você precisa saber como um carro funciona para consertá-lo ou melhorá-lo, "disse o Professor Associado Polo.

Notavelmente, e um testemunho da pesquisa líder mundial que está sendo realizada em seu laboratório, dois dos estudos do Professor Associado Polo foram publicados com uma diferença de uma semana em revistas conceituadas da Cell Press, desenterrando novas evidências neste mistério de uma década, enquanto um terceiro estudo relacionado foi publicado no final do mês passado em Métodos da Natureza .

O Biomedicine Discovery Institute (BDI) da Monash e o Professor Associado Polo do Australian Regenerative Medicine Institute são especialistas na área de células iPS.

O primeiro estudo, publicado esta semana em Relatórios de Célula , é o resultado de uma colaboração internacional liderada pelo Professor Associado Polo e Dr. Owen Rackham da Duke-NUS Singapore. Ele se baseou em uma pesquisa de referência em células iPS que o Professor Associado Polo conduziu em 2012, que descreveu um 'roteiro' do que estava acontecendo no processo de reprogramação de fibroblastos (células da pele) em células-tronco.

"Antes do nosso estudo de 2012, era uma caixa preta sobre como os fibroblastos usados ​​para reprogramação se tornaram células iPS - traçamos o roteiro do que aconteceu, "Professor Associado Polo disse.

Neste novo trabalho, a equipe descobriu que o roteiro não era o mesmo para todos os tipos de células.

Usando fibroblastos, neutrófilos (glóbulos brancos) e queratinócitos (outro tipo de célula da pele) de modelos animais, os pesquisadores revelaram que a rota para a pluripotência dependia do tipo de célula original.

O biólogo da Monash BDI, Dr. Christian Nefzger, co-primeiro autor do artigo com o bioinformático Dr. Fernando Rossello, disse que as descobertas têm implicações importantes para a pesquisa.

"Estudar como diferentes tipos de células se convertem em células-tronco pluripotentes revelou que precisamos olhar através de diferentes lentes para compreender e controlar o processo de forma abrangente, "Dr. Nefzger disse.

O outro estudo, publicado hoje em Célula-tronco celular , liderado pelo Professor Associado Polo e Professor Ryan Lister da University of Western Australia, revelou como os fatores de transcrição de reprogramação mudam genes específicos "ligados" ou "desligados", ou "abra" ou "feche-os".

o Célula-tronco celular estudo fornece uma explicação de como esses fatores fazem seu trabalho.

Os genes são parte da cromatina, um complexo de DNA e proteínas que formam cromossomos dentro do núcleo da célula. Os cientistas conseguiram explicar os mecanismos por trás de um processo no qual os fatores de reprogramação entram em áreas da cromatina que se abrem e fecham.

"Isso revelou áreas de cromatina e fatores de transcrição que anteriormente não sabíamos serem importantes na pluripotência, "Professor Associado Polo disse.

"Agora que sabemos que são importantes, podemos estudar essas áreas com mais detalhes e ver qual papel elas podem desempenhar no desenvolvimento, regeneração ou mesmo câncer, " ele disse.

Co-primeiro autor, A Dra. Anja Knaupp da Monash BDI acrescentou:"Por meio de nossas análises moleculares, agora somos capazes de compreender melhor e, consequentemente, melhorar o processo de reprogramação, que é essencial se quisermos eventualmente levar essa tecnologia para aplicações clínicas, "disse o Dr. Knaupp.

O professor associado Polo disse que tais descobertas podem abrir caminho no futuro para que os tecidos sejam regenerados dentro do corpo humano, em vez de no laboratório. para a produção de 'células sintéticas' com propriedades adaptadas às necessidades de pesquisadores ou médicos, ou para a produção de drogas que mimetizam esses fatores.

"Cada camada que adicionamos nos ajuda a dar um passo à frente, " ele disse.

Jornal do mês passado em Métodos da Natureza caracterizou e estabeleceu um protocolo para a criação de uma forma de células iPS humanas - células "ingênuas" - que mais se assemelham às primeiras células de um embrião humano.