C

1
CÉLULAS TRONCO E TERAPIAS CELULARES
Rosalia Mendez-Otero rmotero_at_biof.ufrj.br
Instituto de Biofísica Carlos Chagas
Filho/UFRJ Instituto do Milenio de
Bioengenharia Tecidual
www.imbt.org.br
2
OBJETIVO ESTABELECER TERAPIAS CELULARES PARA
DOENÇAS CRÔNICO-DEGENERATIVAS E LESÕES
TRAUMÁTICAS DO SISTEMA NERVOSO
3
O TECIDO NERVOSO É FORMADO POR NEURÔNIOS,
ASTRÓCITOS, OLIGODENDRÓCITOS E MICROGLIA
Soares-Mota, 2002 IBCCF/UFRJ
4
HÁ CERCA DE 35 TIPOS DIFERENTES DE NEURÔNIOS NO
SN
5
OS NEURÔNIOS SE COMUNICAM ENTRE SI E COM OS
MÚSCULOS ATRAVÉS DE SINAPSES
6
OS ASTRÓCITOS ESTÃO ENVOLVIDOS EM DIFERENTES
TIPOS DE PATOLOGIAS
Freitas et al., 2003 IBCCF/UFRJ
7
OS OLIGODENDRÓCITOS FORMAM A BAINHA DE MIELINA
8
A MICROGLIA ESTÁ ENVOLVIDA EM REAÇÕES
INFLAMATÓRIAS NO SN
9
DIFERENTES PATOLOGIAS AFETAM DIFERENTES CÉLULAS
PARKINSON degeneração dos neuronios da
substancia negra que
produzem dopamina ELA degeneração dos
neuronios motores da medula espinhal ALZHEIMER
degeneração de diferentes neuronios em diferentes
regiões AVC perda de
neurônios em areas motoras e sensoriais DOENÇAS
DESMIELINIZANTES degeneração de
oligodendrócitos LESÕES TRAUMÁTICAS DE MEDULA
ESPINHAL lesão de neuronios
motores, interneuronios, fibras sensitivas e
motoras
10
CÉLULAS TRONCO
Células não especializadas com capacidade de
auto-renovação Podem originar os diferentes
tipos celulares do organismo Podem ser obtidas
do embrião, do feto e do adulto Podem ser
usadas para estudar o desenvolvimento normal,
para o screening de drogas e toxinas, e para
substituir células lesadas em diferentes tipos de
doenças.
11
(No Transcript)
12
(No Transcript)
13
CÉLULAS TRONCO EMBRIONÁRIAS
ES (embryonic stem cells)
14
ES (embryonic stem cells) são obtidas de
blastocistos
15
(No Transcript)
16
(No Transcript)
17
(No Transcript)
18
ES Humanas
19
Primeira linhagem de ES humanas derivadas de
blastocistos doados
James
Thomson-1998 University of
Wisconsin -USA
20
64 linhagens -2001
21
N. England J. Med 350, March 25, 2004
22
ES Humanas

• 20 /05/2004
• INAGURADO O PRIMEIRO BANCO DE CÉLULAS TRONCO
  EMBRIONÁRIAS DO MUNDO
• MRC , Biotec Biolo Sci. Research Council
• INGLATERRA

23
Clonagem terapêutica
24
(No Transcript)
25
Nature , 20 June 2002
26
ES Humanas

• Questões científicas
• Éticas
• Religiosas
• Legais

27
CÉLULAS TRONCO EMBRIONARIAS (ES)
Pluripotentes, podem dar origem a todos os tipos
celulares Proliferam muito rapidamente
permitindo a obtenção de um grande número de
células Frequentemente formam teratomas quando
injetadas
28
Terapia celular com células fetais
29
NA DOENÇA DE PARKINSON OS NEURONIOS
DOPAMINERGICOS DA SUBSTÂNCIA NEGRA DEGENERAM
30
(No Transcript)
31
CÉLULAS TRONCO DO ADULTO

32
EG
33
CÉLULAS TRONCO DO ADULTO
CÉLULA STRONCO EMBRIONARIAS (ES)
Raras, difíceis de identificar e purificar Podem
gerar precursores ou progenitores que se dividem
e dão origem a células diferenciadas Algumas
mostram plasticidade, i.e, podem dar origem a
células de outros tecido Se dividem lentamente
Pluripotentes, podem dar origem a todos os tipos
celulares Proliferam muito rapidamente
permitindo a obtenção de um grande número de
células Frequentemente formam teratomas quando
injetadas
34
Nature Medicine (1998) 41313-1317
35
(No Transcript)
36
É possível aumentar a neurogenese no adulto ?
37

• Mecanismos fisiológicos de modulação da
  neurogênese
• Envelhecimento
• Kuhn et al , 1996 - Neurogenesis in the Dentate
  Gyrus of the Adult Rat Age-Related Decrease of
  Neuronal Progenitor Proliferation
• Fatores genéticos
• Kempermann et al, 1997 - Genetic influence on
  neurogenesis in the dentate gyrus of adult mice
• Atividade física
• van Praag et al, 1999 Running increases cell
  proliferation and neurogenesis in the adult mouse
  dentate gyrus
• Metabolismo hormonal
• Shingo et al, 2003 - Pregnancy-stimulated
  neurogenesis in the female forebrain mediated by
  prolactin
• Bridges et al, 2003 - Prolactin-induced
  neurogenesis in the maternal brain
• Dieta
• Lee et al, 2000 - Dietary restriction increases
  the number of newly generated neural cells, and
  induces BDNF expression, in the dentate gyrus of
  rats
• Estresse

38

• Mecanismos patológicos de modulação da
  neurogênese
• Insultos isquêmicos
• Arvidisson et al, 2002 - Neuronal replacement
  from endogenous precursors in the adult brain
  after stroke
• Traumas
• Rice et al, 2003 - Proliferation and neuronal
  differentiation of mitotically active cells
  following traumatic brain injury
• Surtos epiléticos
• Parent et al, 1997 - Dentate granule cell
  neurogenesis is increased by seizures and
  contributes to aberrant network reorganization in
  the adult rat hippocampus

39
Ativo
Controle
A
B
40
Quantificação de células BrdU no giro denteado
Jacini et al., 2003
41
AS CÉLULAS TRONCO NEURAIS PODEM SER USADAS EM
TERAPIAS?
42
Estimulação da neurogenese por fatores tróficos?
43
É possível obter neuronios a partir de outros
tecidos ?
Nature Cell Biology (2001) 3778-784
DERME DE RATOS JOVENS E ADULTOS E COURO CABELUDO
HUMANO DÃO ORIGEM A NEURONIOS, GLIA, MUSCULO LISO
E ADIPOCITOS
44
Plasticidade das células tronco de medula óssea
45
Perin et al., (2003)Transendocardial,
autologus bone marrow cell transplantation in
severe, chronic ischemic heart failure.
Circulation 1072294-302.Vilas-Boas et al.,
(2003)Bone marrow cell transplantation to the
myocardium of a patient with heart failure due to
chagas cardiomyopathy. A case report. Arquivos
Brasileiros de Cardiologia, no prelo.
Terapias com células de medula óssea em
pacientes com doenças cardiacas
46
Propriedades das Céls. Tronco do adulto

1. Retirada do próprio paciente
2. Migração e disseminação no SNC
3. Tropismo por áreas enfermas
4. Manipulação fácil com agentes virais ou ñ virais?
5. Integração na citoarquitetura e liberação de
   substâncias?
6. Proliferam lentamente.

47
Estratégias

1. Transplante de céls. tronco para diferenciação em
   neurônios, astrocitos ou oligodendrócitos
2. Céls. tronco como liberadoras de fatores
   tróficos ou citocinas.
3. Céls. tronco para alterar sistema imunológico
   e/ou fenomenos inflamatórios

48
Estratégia

• Estabelecimento de modelo animal da doença
• Teste em animal das terapias celulares
• Elaboração do protocolo clínico fase I
• Submissão do protocolo às comissões de ética das
  institutições envolvidas e à CONEP
• Inicio das terapias

49
AVC (Acidente vascular cerebral isquemico)
. Terceira causa de óbito em paises
desenvolvidos . Brasil primeira ou terceira
dependendo do estado . Principal causa de
incapacitação em indivíduos adultos . 85 são
isquêmicos e 15 hemorrágicos . Única terapia
disponível rtPA (ativador do plasminogênio
tissular recombinante) até 3 hs após o início
dos sintomas (só 1 dos pacientes recebem este
tratamento)
50
Fisiopatogenia
Brott Bogousslavsky. NEJM 2000343710
51
AVC ISQUEMICO
52
Modelo experimental de AVC isquemico MCAo
(middle cerebral artery oclusion)
53
CÉLULAS DA MEDULA ÓSSEA MARCADAS COM 9-O-GD3
(VERMELHO) E COM DAPI (AZUL)
COSTA, M.R. IBCCF/UFRJ
54
vaso
55
(No Transcript)
56
Melhora funcional após a terapia celular
57
Mecanismo de ação das células tronco mesenquimais
58
Mecanismo de ação das células tronco
mesenquimais no SN
Estimulação da neurogenese por fatores
tróficos? Recuperação de células por fatores
tróficos? Modulação de fenomenos inflamatórios?
59
Estratégia

• Estabelecimento de modelo animal da doença
• Teste em animal das terapias celulares
• Elaboração do protocolo clínico fase I
• Submissão do protocolo às comissões de ética das
  institutições envolvidas e à CONEP
• Inicio das terapias

60
Estudos clínicos em andamento no Brasil
LESÕES TRAUMÁTICAS DE MEDULA ESPINHAL ESTUDO
CLÍNICO FASE I CONCLUIDO (30 pacientes) USP/SP-
ERIKA KALIL E TARCISO BARROS DOENÇAS
DESMIELINIZANTES (ESCLEROSE MULTIPLA) ESTUDO
CLÍNICO FASE I JÁ EM ANDAMENTO- USP/RB- JULIO
VOLTARELI AVC PROTOCOLO CLÍNICO TRAMITANDO-
PROCARDIACO E HUCFF/UFRJ- MARIA LUCIA F.
MENDONÇA E GABRIEL DE FREITAS
61
ESTUDOS EM ANDAMENTO NO BRASIL

• ELA MODELO EXPERIMENTAL JÁ ESTABELECIDO,
• PROTOCOLO CLÍNICO EM DISCUSSÃO
• EPILEPSIA MODELO EXPERIMENTAL JÁ ESTABELECIDO,
• EXPERIMENTOS COM CÉLULAS EM
  ANDAMENTO
• PARKINSON MODELO EXPERIMENTAL EM PRIMATAS
• ESTABELECIDO
• LESÃO DE NERVO PERIFÉRICO RESULTADOS NO MODELO
• EXPERIMENTAL
  (ROEDORES) FAVORÁVEIS

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. Arthur Giraldi-Guimarães. Camila Z. do Valle.
Denise de F. Campos. Fernanda de M. Gubert..
Leda M. Keim. Victor T. R. Resende. Virginia B.
C. de Lima
Laboratório de Neurobiologia Celular e Molecular-
IBCCF/UFRJ
Professor Associado Marcelo F. Santiago
. Isis Nascimento . Pedro M. P. Coelho . Wantuir
jacini . Elica L. leite . Raquel M. B. Mendez .
Daniel A. S. A. Vieira João Paulo C. M. Silva .
Mauro L. M. Pinto . M. Clara Nascimento
63
Estudos clinicos
Hospital Pro-Cardiaco Hans Donman M. Lucia F.
de Mendonça
HUCFF/UFRJ Gabriel R. de Freitas Charles Andre
64
Estudos clinicos
UNIFESP Luiz E. Mello Acary de Souza
USP/Ribeiraõ Preto Julio Voltareli
PUC/RS Jaderson Costa da Costa
65
www.imbt.org.br
Coordenador Ricardo Ribeiro dos Santos
MCT/CNPq
66
(No Transcript)