Notícia

Estudo traz novos conhecimentos sobre o desenvolvimento embrionário de membros, com potencial aplicação na Medicina Regenerativa

Fonte

Escola Médica de Harvard

Data

quarta-feira, 7 fevereiro 2024 14:05

Áreas

Biologia. Células-tronco. Embriologia. Engenharia Biológica. Genoma. Medicina Regenerativa.

Como são formados os membros no útero? Os cientistas têm se esforçado por responder a esta questão não só para aprofundar a compreensão da evolução e do desenvolvimento embrionário, mas também para ajudar a tornar realidade o sonho de regenerar membros, parcial ou completamente.

Recentemente, uma equipe liderada por geneticistas da Escola Médica de Harvard, nos Estados Unidos, deu um passo adiante nesse longo caminho.

Conforme publicado na revista científica Developmental Cell, os pesquisadores identificaram os ‘ingredientes especiais’ necessários para iniciar a criação de membros em filhotes de camundongos. “As pessoas da área conhecem muitas das proteínas críticas para a formação dos membros, mas descobrimos que há proteínas que perdemos”, disse o Dr. ChangHee Lee, coautor do estudo e pesquisador em Genética no laboratório do Dr. Clifford Tabin na Escola Médica de Harvard.

A equipe descobriu que uma combinação de apenas três proteínas – Prdm16, Zbtb16 e Lin28a – é necessária e suficiente para transformar certas células-tronco não formadoras de membros em células formadoras de membros. Uma quarta proteína, Lin41, acelera o processo.

Parte de uma família chamada ‘fatores de transcrição genética’, essas proteínas ativam genes dentro de certas células do tecido embrionário conhecido como mesênquima, revelaram os pesquisadores. Esta mudança na atividade genética é o que transforma as células em células progenitoras dos membros, mostrou a equipe.

As células progenitoras dos membros então aparecem onde um membro se formará e fornecem a estrutura para o futuro braço, perna, asa ou barbatana.

“Encontramos as proteínas que conferem ‘membros’ a este subgrupo de células mesenquimais. Antes, as pessoas não sabiam como transformar células-tronco mesenquimais em progenitores de membros. Agora podemos fazer isso e estudar a diferenciação precoce dos membros”, destacou o Dr. ChangHee Lee.

Trabalhos futuros precisam confirmar se os mesmos fatores de transcrição estão em jogo no desenvolvimento humano. O trabalho inicial é promissor, disseram os pesquisadores.

Também resta descobrir quais outros ‘ingredientes’ precisam ser adicionados para que as células progenitoras dos membros amadureçam nos tecidos conjuntivos dos membros, como tendões, ligamentos e a camada intermediária da pele.

Como o trabalho avança na pesquisa com células-tronco

A descoberta torna possível, pela primeira vez, que os cientistas peguem fibroblastos de camundongos – células do tecido conjuntivo comumente usadas para explorar como as células-tronco amadurecem em diferentes tecidos – e os direcionem para se tornarem progenitores dos membros.

O trabalho também permite agora que os cientistas mantenham as células progenitoras dos membros vivas no laboratório por muito mais tempo do que era possível antes – semanas em vez de um ou dois dias. É tempo suficiente para começar a realmente investigar os mecanismos de desenvolvimento inicial dos membros, disse o Dr. Lee.

Os pesquisadores tornaram tudo isso possível construindo uma ferramenta para cultivar células progenitoras de membros em estruturas 3D e, em seguida, otimizando quase 30 condições de cultura celular até que as células prosperassem. A equipe ficou encantada por finalmente fazer com que as células progenitoras dos membros “sobrevivessem, proliferassem e, criticamente, mantivessem sua identidade progenitora dos membros após cultura prolongada”, disse o Dr. Clifford Tabin, coautor sênior do estudo, professor de Genética e chefe do Departamento de Genética do Instituto Blavatnik da Escola Médica de Harvard.

O conjunto de parâmetros de crescimento ideais é uma contribuição mais importante para o campo do que a estrutura 3D, disse o Dr. Lee. A equipe disponibilizou os protocolos gratuitamente online.

Perguntas que agora podem ser respondidas

Biólogos do desenvolvimento e evolucionistas e cientistas da medicina regenerativa estão agora em melhor posição para responder a perguntas como:

• Quais são os papéis que os três fatores de transcrição genética desempenham em outros sistemas orgânicos e organismos?
• Quais fatores contribuem para o desenvolvimento posterior dos membros, como dedos das mãos e dos pés?
• O que distingue o desenvolvimento dos membros anteriores e posteriores?
• Como esses insights podem informar os esforços para regenerar diferentes órgãos para tratar lesões ou doenças?

“É importante compreender as propriedades básicas das células que têm valor terapêutico. Cultivar e manter células progenitoras de membros e direcioná-las para linhagens mais específicas é fundamentalmente importante para o objetivo de longo prazo de reabastecer células na clínica”, explicou o professor Lee.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Escola Médica de Harvard (em inglês).

Fonte: Stephanie Dutchen, Escola Médica de Harvard. Imagem: proteínas necessárias para criar células progenitoras dos membros são marcadas com cores diferentes ao microscópio. Fonte: Dr. Yuji Atsuta, Laboratório do Dr. Clifford Tabin, Escola Médica de Harvard.

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