Uma nanoestrutura que estimula o crescimento de células-tronco para o tratamento da doença de Parkinson
p A "massagem física" induz a célula-tronco neural a se diferenciar rapidamente no neurônio desejado. (ampliação da fotografia:10, 000 vezes). Crédito:Universidade Batista de Hong Kong
p Pesquisadores da Hong Kong Baptist University (HKBU) inventaram uma nanoestrutura que pode estimular as células-tronco neurais a se diferenciarem em células nervosas. Eles descobriram que o transplante dessas células nervosas em ratos com doença de Parkinson melhorou progressivamente seus sintomas, com as novas células substituindo as células nervosas danificadas ao redor do local do transplante. Esta nova invenção fornece perspectivas promissoras em terapias com células-tronco e oferece esperança de um novo tratamento para a doença de Parkinson. p
Uso de células-tronco para tratar a doença de Parkinson
p A doença de Parkinson é uma das doenças neurodegenerativas mais comuns. É comumente diagnosticado em pessoas com mais de 60 anos. Surge da degeneração de neurônios dopaminérgicos (ou seja, células nervosas produtoras de dopamina) na substância negra, uma região complexa e crítica do cérebro. Isso resulta em movimento corporal prejudicado e problemas com os sistemas motores do corpo, com sintomas comuns, incluindo tremores e dificuldade para andar.
p Embora os tratamentos atuais não possam curar completamente a doença de Parkinson, A terapia com células-tronco é um dos tratamentos potenciais mais promissores. Envolve o cultivo de células-tronco para diferenciação em células novas e saudáveis, tecidos ou órgãos que podem então ser transplantados para o corpo humano para substituir células danificadas ou mortas.
p As técnicas convencionais de cultivo de células-tronco requerem um grande número de fatores de crescimento adicionais em um meio de cultura. Os produtos químicos usados podem estimular o crescimento de células cancerosas e aumentar o risco de desenvolver tumores após o transplante para o corpo humano. Além do mais, as estruturas semelhantes ao cérebro obtidas com este método geralmente se assemelham mal às suas contrapartes no cérebro. A eficiência das técnicas de cultivo convencionais é baixa, pois o processo se estende por mais de um mês, resultando em alto risco de contaminação.
p A nanomatriz consiste em uma placa de sílica revestida com uma camada nanoestruturada. A espessura da nanomatriz é de apenas 550 a 730 nm, no entanto, existem trilhões de estruturas nanozigzag na superfície que podem iniciar a diferenciação de células-tronco neurais em mini-SNLSs. Crédito:Universidade Batista de Hong Kong
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Reduzindo o tempo de diferenciação e o risco de câncer
p A nanomatriz pioneira, desenvolvido por uma equipe de pesquisa liderada pelo professor Ken Yung Kin-lam, Professor do Departamento de Biologia e Dr. Jeffery Huang Zhifeng, Professor Associado do Departamento de Física do HKBU, pode induzir a diferenciação rápida e específica de células-tronco neurais em estruturas semelhantes à substância negra em miniatura (mini-SNLSs). Esses mini-SNLSs são compostos principalmente de neurônios dopaminérgicos e podem substituir as células danificadas ou degeneradas da substância negra do cérebro.
p A nanomatriz consiste em uma placa de sílica revestida com uma camada nanoestruturada. A espessura da nanomatriz é de apenas 550 a 730 nm, no entanto, existem trilhões de estruturas nanozigzag na superfície que podem iniciar o crescimento de células-tronco neurais em mini-SNLSs sem o uso de fatores de crescimento químicos.
p "Quando as células-tronco neurais entram em contato físico com nossa matriz nanozigzag feita sob medida in vitro, a 'massagem física' pode induzir as células a se diferenciarem rapidamente nos neurônios dopaminérgicos desejados. Uma estrutura tipo mini-cérebro auto-organizada pode ser desenvolvida em apenas duas semanas com risco de carcinogênese substancialmente reduzido, "disse o Dr. Huang.
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Resultados encorajadores em modelos de ratos
p A equipe de pesquisa realizou mais testes de laboratório com mini-SNLSs em um modelo de rato. Eles transplantaram mini-SNLSs cultivados com a matriz nanozigzag nos cérebros de ratos com doença de Parkinson que exibiam assimetria motora severa e rotação, que são os principais sintomas da doença de Parkinson.
p A partir da 8ª semana após o transplante, todos os ratos mostraram melhorias e uma redução progressiva na rotação. Na 18ª semana, neurônios dopaminérgicos foram vistos e amplamente espalhados pelo local do transplante primário. Além disso, nenhuma característica semelhante a tumor foi detectada. Em contraste, os ratos do grupo controle sem transplante não mostraram sinais de melhora.
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Diferenciação de outras células funcionais
p "Os resultados mostraram que essas estruturas semelhantes a mini-cérebros exibiram excelente sobrevivência e funcionalidade nos cérebros de ratos e resultaram na melhora precoce e progressiva da doença de Parkinson em ratos in vivo. Estabelece a base para pesquisas em terapias com células-tronco que podem em última análise, cura a doença de Parkinson, "disse o professor Yung.
p "Variando a rigidez, densidade e disposição dos nanozigzags, ou a forma da camada da matriz, as células-tronco neurais podem ser diferenciadas em diferentes células funcionais desejáveis. A invenção tem mostrado grande potencial para o tratamento de outras doenças incuráveis, como a doença de Alzheimer e certos tipos de câncer, "Professor Yung acrescentou.
p A descoberta da pesquisa foi publicada na revista acadêmica
Ciência Avançada . A equipe de pesquisa obteve uma patente nos Estados Unidos para a matriz nanozigzag.
p Além de cientistas do HKBU, a equipe de pesquisa também incluiu o Dr. King Lai Wai-chiu, Professor Associado do Departamento de Engenharia Mecânica e Biomédica da City University of Hong Kong, e vários outros pesquisadores.