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Imagem de Doodlart por Pixabay

Células-tronco são capazes de se diferenciar e se transformar em outras células e, por isso, há décadas são estudadas como uma das revoluções da ciência e da medicina. Do câncer a doenças cardíacas, passando pelo Alzheimer, elas são também objetos de investigação na UFSC, onde o professor Edroaldo Lummertz da Rocha, do Departamento de Microbiologia, Imunologia e Parasitologia, publicou, somente neste ano, três estudos com resultados inéditos em revistas de alto impacto do grupo Nature e da prestigiada Cell Stem Cell.

As pesquisas trabalham com a biologia de sistemas, usando softwares como forma de estudar e descrever o comportamento celular, mas também têm abordagem experimental. Os mecanismos são pesquisados em organismos vivos como camundongos e também no peixe-zebra. “Em conjunto, estes estudos destacam a importância da biologia computacional para compreender o funcionamento das nossas células e como utilizar esse conhecimento para criar células-tronco hematopoiéticas em laboratório a partir de células-tronco pluripotentes, as quais possuem a capacidade de produzir praticamente qualquer célula do nosso organismo”.

As células-tronco hematopoiéticas podem se transformar em células sanguíneas e em células do sistema imune, o que possibilita que sejam utilizadas em diferentes terapias. Os estudos vão da ciência básica à aplicada, ou seja, procuram entender e descrever o funcionamento de um determinado aspecto celular para, com essas descobertas, propor inovações que possam ser aplicadas em tratamentos.

No caso das pesquisas de Rocha, realizadas em um longo histórico de colaboração com a Universidade de Harvard – uma das mais importantes do mundo – a biologia de sistemas tem protagonismo e resultou em um software capaz de fazer cálculos e prever com fidedignidade como as células se comunicam nos tecidos.

“Utilizando um algoritmo, denominado CellComm, nós descobrimos novos processos biológicos envolvidos na formação de células sanguíneas”, explica o professor. Por essa descoberta, Rocha descreveu o comportamento de uma proteína, chamada APP, que é tipicamente envolvida em processos neurodegenerativos, mas que, para a surpresa dos pesquisadores, também está envolvida na formação das células-tronco e progenitoras sanguíneas que precedem as células-tronco que residem na medula óssea.

Esta mesma proteína, quando inibida em animais de laboratório, aumenta substancialmente a produção das células-tronco hematopoiéticas, o que pode levar ao desenvolvimento de novas terapias celulares. Esse processo também poderia acelerar e facilitar a produção de células-tronco em laboratório, o que de algum modo também pode impactar em processos terapêuticos.

“Tal feito poderá, caso um dia funcione de forma robusta, reduzir a necessidade de doadores de medula óssea, pois as células-tronco e progenitoras poderiam ser geradas em laboratório a partir das células do próprio paciente por meio da reprogramação celular”, explica o pesquisador.

Ciência básica

Professor Edroaldo tem extenso histórico de colaboração com pesquisadores dos Estados Unidos

Como as células-tronco do sangue nascem? Essa é uma das perguntas essenciais ao trabalho de Rocha e da equipe de Harvard com a qual ele tem trabalhado há mais de dez anos. De acordo com ele, boa parte do sangue de um adulto tem origem embrionária, por isso é importante entender esses processos.

“As células-tronco do sangue geram todas as outras células sanguíneas, por isso é preciso entender como elas nascem e como elas produzem sangue”, pontua. Segundo ele, a partir de técnicas da biologia computacional e experimental foi possível descobrir que havia células anteriores às células troncos – chamadas de progenitoras multipotentes embrionárias. Entender como elas nascem e migram para a medula óssea, por exemplo, é um mecanismo descrito pela ciência básica.

O professor explica que as células progenitoras são formadas nas primeiras semanas de gestação, pois são essenciais para o embrião em desenvolvimento – processo que foi estudado, na pesquisa, em embriões de camundongos. As células foram identificadas com uma espécie de código de barras, o que tornou possível definir quais geravam quais.

A pesquisa também pretendia entender como, mesmo não havendo célula-tronco, já havia produção de sangue nas primeiras semanas da gestação. A descoberta destas progenitoras pode ser fundamental para o processo de facilitação de terapias celulares que atuem, por exemplo, na cura do câncer ou na substituição de transplantes

Em um outro estudo com participação da UFSC, células-tronco pluripotentes foram utilizadas para produzir um tipo de célula imunológica conhecida como linfócito T, que atuam no sistema imune, por exemplo, por meio da eliminação de células infectadas ou tumorais.

Estes linfócitos T criados em laboratório foram geneticamente modificados com um receptor artificial para reconhecer células tumorais de linfoma, um tipo de câncer hematológico. Estudos pré-clínicos em animais de laboratório demonstraram a eficácia desta nova terapia celular.

Amanda Miranda, jornalista da Agecom/UFSC