Por Melissa Mayer | Atualizado em 30 de agosto de 2022

Pesquisadores de todo o mundo estão desvendando os segredos das células-tronco – células minúsculas e versáteis que prometem transformar uma única célula em órgãos e tecidos. Compreender a sua estrutura e comportamento pode revolucionar o tratamento de uma ampla gama de doenças.

O que são células-tronco?

Durante o desenvolvimento embrionário inicial, um óvulo fertilizado (zigoto) se divide em um enxame de células conhecidas como células-tronco. Essas células são proliferativas —eles se dividem rapidamente—e pluripotentes , o que significa que podem se diferenciar em qualquer tipo de célula especializada.

À medida que o embrião amadurece, ele passa de uma simples folha de células-tronco para um embrião estruturado denominado gástrula, compreendendo três camadas germinativas - ectoderme, mesoderme e endoderme - cada uma dando origem a tecidos e órgãos distintos.

Estrutura central de uma célula-tronco

• Membrana celular —uma bicamada lipídica que regula a passagem de moléculas.
• Citoplasma —o interior aquoso que abriga organelas.
• Núcleo —contém o DNA que determina a função celular.

Embora esses componentes sejam comuns a todas as células, as células-tronco mantêm exclusivamente um estado indiferenciado até que sinais específicos desencadeiem a especialização.

Células-tronco embrionárias (hESCs)

hESCs são derivados de embriões excedentes criados por meio de fertilização in vitro (FIV). Por se originarem antes da implantação, são uma tábula rasa capaz de dar origem a qualquer tipo de célula.

Na cultura, hESCs tendem a formar aglomerados chamados de corpos embrionários e diferenciar-se espontaneamente, a menos que sejam mantidos em condições cuidadosamente controladas. Manter um estado indiferenciado durante seis meses e garantir a estabilidade genética são pré-requisitos para a criação de uma linhagem de células-tronco embrionárias adequado para pesquisa.

Células-tronco adultas (somáticas)

Muitos tecidos maduros retêm células-tronco residentes que reabastecem as células durante a renovação normal ou reparam após lesão. Estas células são específicas do tecido, gerando normalmente apenas os tipos de células encontrados no seu ambiente nativo.

• Células-tronco hematopoiéticas na medula óssea produzem sangue e células imunológicas.
• Células-tronco mesenquimais dão origem a células ósseas, cartilaginosas, adiposas e estromais.
• Células-tronco epiteliais na linha intestinal produzem células absortivas, caliciformes, enteroendócrinas e de Paneth.
• Células-tronco da pele na camada basal geram queratinócitos que formam a epiderme protetora.

As células-tronco adultas são escassas, limitadas em potencial de divisão e difíceis de cultivar, mas oferecem a vantagem de redução da rejeição imunológica quando colhidas de forma autóloga.

Células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs)

Introduzidos em 2006, os iPSCs são células adultas reprogramadas que adquirem pluripotência. Embora compartilhem muitos recursos com hESCs, obstáculos técnicos – como métodos de distribuição viral que levantam questões de segurança – devem ser resolvidos antes do uso clínico.

Aplicações Clínicas

A pesquisa com células-tronco sustenta a triagem de medicamentos, a modelagem de doenças e o desenvolvimento de terapias baseadas em células . As áreas promissoras incluem:

• Doenças cardiovasculares —diferenciando células do músculo cardíaco para transplante.
• Diabetes tipo 1 —produtores de células beta secretoras de insulina.
• Queimaduras e degeneração macular —restaurando tecidos danificados.
• Osteoartrite e artrite reumatóide —regenerando a cartilagem articular.
• Lesão medular e AVC —promovendo o reparo neural.

Principais obstáculos à tradução clínica

• Aumentar a produção de células-tronco para gerar tecidos ou órgãos funcionais.
• Direcionar a diferenciação com precisão para o tipo de célula desejado.
• Garantir a sobrevivência, integração e função a longo prazo das células transplantadas.
• Prevenir resultados adversos, como tumorigênese.

Embora a jornada da bancada até a beira do leito seja complexa, o conhecimento fundamental da biologia das células-tronco continua a acelerar os avanços na medicina regenerativa.