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Células da placenta podem regenerar o coração, ajudando a tratar ataques cardíacos

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Depois de perceberem que alguns problemas cardíacos desaparecem durante a gravidez1, pesquisadores demonstraram que as células2 da placenta podem se transformar em células2 cardíacas funcionais em laboratório. As descobertas foram publicadas na revista PNAS.

Esse tipo de célula3 descoberta em placentas humanas poderia ser potencialmente injetada na corrente sanguínea de pessoas que tiveram ataques cardíacos para ajudar a reparar os danos.

Hina Chaudhry, da Icahn School of Medicine at Mount Sinai, em Nova York, começou a investigar as propriedades potenciais de cura do coração4 das células2 da placenta depois de ver duas pessoas se recuperarem espontaneamente de insuficiência cardíaca5 durante a gravidez1.

No estudo, os pesquisadores demonstram que células2 que expressam o fator de transcrição homeobox 2 do tipo caudal (CDX2) isoladas de placentas de camundongos e administradas a camundongos com infarto do miocárdio6 (IM) podem se direcionar seletivamente ao coração4 e se diferenciar em cardiomiócitos e células2 vasculares7 para melhorar a função cardíaca. “Descobrimos agora uma célula-tronco8 que pode ser isolada de um órgão adulto, é muito primitiva e tem todas as propriedades das células-tronco9 embrionárias, mas mais funções do que as células-tronco9 embrionárias”, diz Chaudhry.

A descoberta dessas células-tronco9 derivadas da placenta pode representar um novo tratamento para regenerar o coração4 e outros órgãos. “Historicamente, pensava-se que as células2 Cdx2 apenas geravam a placenta no início do desenvolvimento embrionário, mas nunca antes foi demonstrado que tinham a capacidade de regenerar outros órgãos, e é por isso que isto é tão emocionante. Essas descobertas também podem abrir caminho para a terapia regenerativa de outros órgãos além do coração”, disse Chaudhry.

Leia sobre "Doenças cardiovasculares10" e "Células-tronco9: uso na Medicina e questões éticas".

Esta equipe de pesquisadores de Mount Sinai já havia descoberto que uma população mista de células-tronco9 da placenta de camundongos pode ajudar os corações de camundongos fêmeas grávidas a se recuperarem após uma lesão11 que poderia levar à insuficiência cardíaca5. Nesse estudo, mostraram que as células-tronco9 da placenta migraram para o coração4 da mãe e diretamente para o local da lesão11 cardíaca. As células-tronco9 então se programaram como células2 cardíacas pulsantes para ajudar no processo de reparo.

O novo estudo teve como objetivo determinar que tipo de células-tronco9 fazia as células2 do coração4 se regenerarem. Os investigadores começaram por analisar as células2 Cdx2, o tipo de células-tronco9 mais prevalente na população mista previamente identificada, e descobriram que elas constituem a percentagem mais elevada (40 por cento) daquelas que auxiliam o coração4 a partir da placenta.

Para testar as propriedades regenerativas das células2 Cdx2, os investigadores induziram ataques cardíacos em três grupos de camundongos machos. Um grupo recebeu tratamentos com células-tronco9 Cdx2 derivadas de placentas de camundongos no final da gestação, um grupo recebeu células2 de placenta que não expressavam Cdx2 e o terceiro grupo recebeu um controle salino. A equipe utilizou imagens de ressonância magnética12 para analisar todos os camundongos imediatamente após os ataques cardíacos e três meses após a indução com células2 ou solução salina.

Eles descobriram que todos os camundongos do grupo com tratamento com células-tronco9 Cdx2 tiveram melhora significativa e regeneração de tecido13 saudável no coração4. Aos três meses, as células-tronco9 migraram diretamente para a lesão11 cardíaca e formaram novos vasos sanguíneos14 e novos cardiomiócitos (células musculares15 cardíacas pulsantes). Os camundongos injetados com solução salina e células2 da placenta não-Cdx2 tiveram insuficiência cardíaca5 e seus corações não apresentaram evidências de regeneração.

Os pesquisadores notaram duas outras propriedades das células2 Cdx2: elas possuem todas as proteínas16 das células-tronco9 embrionárias, que são conhecidas por gerarem todos os órgãos do corpo, mas também proteínas16 adicionais, dando-lhes a capacidade de viajar diretamente para o local da lesão11, o que é algo que as células-tronco9 embrionárias não podem fazer, e parecem evitar a resposta imunológica do hospedeiro. O sistema imunológico17 não rejeitou essas células2 quando administradas da placenta a outro animal.

“Essas propriedades são críticas para o desenvolvimento de uma estratégia de tratamento com células-tronco9 humanas, pois esta poderia ser uma terapia promissora em humanos. Também conseguimos isolar células2 Cdx2 de placentas humanas a termo; portanto, agora temos esperança de poder projetar um tratamento melhor para o coração4 com células-tronco9 humanas do que vimos no passado”, explicou Chaudhry. “As estratégias anteriores testadas em humanos não se basearam em tipos de células-tronco9 que realmente demonstraram formar células2 cardíacas, e a utilização de células-tronco9 embrionárias para este objetivo está associada a questões éticas e de viabilidade. As placentas são rotineiramente descartadas em todo o mundo e, portanto, são uma fonte quase ilimitada.”

“Esses resultados foram muito surpreendentes para nós, já que nenhum outro tipo de célula3 testado em ensaios clínicos18 de doenças cardíacas humanas jamais demonstrou se transformar em células2 cardíacas pulsantes em placas19 de Petri, mas estas se transformaram e sabiam exatamente para onde ir quando as injetamos na circulação”, disse a primeira autora Sangeetha Vadakke-Madathil.

Células2 Cdx2 multipotentes derivadas de fetos a partir da placenta regeneram o coração4

Significância

Há uma necessidade crítica de identificar células-tronco9 acessíveis que possam formar cardiomiócitos (CMs) de batimento espontâneo e permitir a regeneração. Neste estudo, estabeleceu-se que a administração intravenosa de células2 Cdx2 placentárias resultou em migração direcionada, enxerto20 sustentado e diferenciação em CMs e células2 vasculares7 em corações danificados, melhorando significativamente a função cardíaca.

Este estudo revela uma significância funcional distinta do Cdx2 além do seu papel estabelecido na padronização embrionária. O uso terapêutico de células2 Cdx2 pode representar um avanço vital, uma vez que estas células2 são multipotentes e imunologicamente ingênuas, com um proteoma único, em comparação com células-tronco9 embrionárias. Além disso, elas exibem a capacidade de localizar seletivamente os locais da lesão11. Essas características abrem caminho para uma nova terapia alogênica com células-tronco9 para doenças cardíacas.

Resumo

O potencial regenerativo extremamente limitado dos corações de mamíferos adultos gerou a necessidade de novas terapias baseadas em células2 que possam restaurar a função contrátil nas doenças cardíacas.

Já foi mostrado anteriormente o potencial regenerativo de células2 fetais mistas que foram encontradas naturalmente migrando para o coração4 materno lesionado. A exploração deste mecanismo intrínseco levou à hipótese atual de que as células2 homeobox 2 do tipo Caudal (Cdx2) na placenta podem representar um novo tipo de célula3 para a regeneração cardíaca.

Usando uma estratégia de rastreamento de linhagem, rotulou-se especificamente células2 Cdx2 derivadas de fetos com proteína fluorescente verde aprimorada (eGFP). Células2 Cdx2-eGFP da placenta no final da gestação foram testadas quanto à diferenciação cardíaca in vitro e in vivo usando um modelo de infarto do miocárdio6 em camundongos.

Observou-se que essas células2 se diferenciaram em cardiomiócitos (CMs) de batimento espontâneo e células2 vasculares7 in vitro, indicando multipotencialidade. Quando administradas através da veia da cauda a camundongos machos do tipo selvagem infartados, elas se direcionaram seletiva e robustamente ao coração4 e se diferenciaram em CMs e vasos sanguíneos14, resultando em melhora significativa na contratilidade, conforme observado pela ressonância magnética12.

Estudos de proteômica21 e transcriptômica imunológica de células2 Cdx2-eGFP em comparação com células-tronco9 embrionárias (CTE) revelam que elas parecem reter funções relacionadas ao “tronco” das CTE, mas exibem assinaturas únicas que apoiam papéis na migração ao alvo e na sobrevivência22, com capacidade de escapar da vigilância do sistema imunológico17, que é crítica para a terapia baseada em células2.

As células2 Cdx2-eGFP podem representar potencialmente um avanço terapêutico na terapia celular alogênica para reparo cardíaco.

Veja também sobre "Infarto do Miocárdio6" e "Insuficiência cardíaca congestiva23".

 

Fontes:
PNAS, Vol. 116, Nº 24, em maio de 2019.
Journal of Invasive Cardiology, notícia publicada em 21 de maio de 2019.
Nature Reviews Cardiology, notícia publicada em 04 de junho de 2019.

 

NEWS.MED.BR, 2023. Células da placenta podem regenerar o coração, ajudando a tratar ataques cardíacos. Disponível em: <https://www.news.med.br/p/medical-journal/1444210/celulas-da-placenta-podem-regenerar-o-coracao-ajudando-a-tratar-ataques-cardiacos.htm>. Acesso em: 15 jul. 2024.

Complementos

1 Gravidez: Condição de ter um embrião ou feto em desenvolvimento no trato reprodutivo feminino após a união de ovo e espermatozóide.
2 Células: Unidades (ou subunidades) funcionais e estruturais fundamentais dos organismos vivos. São compostas de CITOPLASMA (com várias ORGANELAS) e limitadas por uma MEMBRANA CELULAR.
3 Célula: Unidade funcional básica de todo tecido, capaz de se duplicar (porém algumas células muito especializadas, como os neurônios, não conseguem se duplicar), trocar substâncias com o meio externo à célula, etc. Possui subestruturas (organelas) distintas como núcleo, parede celular, membrana celular, mitocôndrias, etc. que são as responsáveis pela sobrevivência da mesma.
4 Coração: Órgão muscular, oco, que mantém a circulação sangüínea.
5 Insuficiência Cardíaca: É uma condição na qual a quantidade de sangue bombeada pelo coração a cada minuto (débito cardíaco) é insuficiente para suprir as demandas normais de oxigênio e de nutrientes do organismo. Refere-se à diminuição da capacidade do coração suportar a carga de trabalho.
6 Infarto do miocárdio: Interrupção do suprimento sangüíneo para o coração por estreitamento dos vasos ou bloqueio do fluxo. Também conhecido por ataque cardíaco.
7 Vasculares: Relativo aos vasos sanguíneos do organismo.
8 Célula-tronco: São células primárias encontradas em todos os organismos multicelulares que retêm a habilidade de se renovar por meio da divisão celular mitótica e podem se diferenciar em uma vasta gama de tipos de células especializadas.
9 Células-tronco: São células primárias encontradas em todos os organismos multicelulares que retêm a habilidade de se renovar por meio da divisão celular mitótica e podem se diferenciar em uma vasta gama de tipos de células especializadas.
10 Doenças cardiovasculares: Doença do coração e vasos sangüíneos (artérias, veias e capilares).
11 Lesão: 1. Ato ou efeito de lesar (-se). 2. Em medicina, ferimento ou traumatismo. 3. Em patologia, qualquer alteração patológica ou traumática de um tecido, especialmente quando acarreta perda de função de uma parte do corpo. Ou também, um dos pontos de manifestação de uma doença sistêmica. 4. Em termos jurídicos, prejuízo sofrido por uma das partes contratantes que dá mais do que recebe, em virtude de erros de apreciação ou devido a elementos circunstanciais. Ou também, em direito penal, ofensa, dano à integridade física de alguém.
12 Ressonância magnética: Exame que fornece imagens em alta definição dos órgãos internos do corpo através da utilização de um campo magnético.
13 Tecido: Conjunto de células de características semelhantes, organizadas em estruturas complexas para cumprir uma determinada função. Exemplo de tecido: o tecido ósseo encontra-se formado por osteócitos dispostos em uma matriz mineral para cumprir funções de sustentação.
14 Vasos Sanguíneos: Qualquer vaso tubular que transporta o sangue (artérias, arteríolas, capilares, vênulas e veias).
15 Células Musculares: Células contráteis maduras, geralmente conhecidas como miócitos, que formam um dos três tipos de músculo. Os três tipos de músculo são esquelético (FIBRAS MUSCULARES), cardíaco (MIÓCITOS CARDÍACOS) e liso (MIÓCITOS DE MÚSCULO LISO). Provêm de células musculares embrionárias (precursoras) denominadas MIOBLASTOS.
16 Proteínas: Um dos três principais nutrientes dos alimentos. Alimentos que fornecem proteína incluem carne vermelha, frango, peixe, queijos, leite, derivados do leite, ovos.
17 Sistema imunológico: Sistema de defesa do organismo contra infecções e outros ataques de micro-organismos que enfraquecem o nosso corpo.
18 Ensaios clínicos: Há três fases diferentes em um ensaio clínico. A Fase 1 é o primeiro teste de um tratamento em seres humanos para determinar se ele é seguro. A Fase 2 concentra-se em saber se um tratamento é eficaz. E a Fase 3 é o teste final antes da aprovação para determinar se o tratamento tem vantagens sobre os tratamentos padrões disponíveis.
19 Placas: 1. Lesões achatadas, semelhantes à pápula, mas com diâmetro superior a um centímetro. 2. Folha de material resistente (metal, vidro, plástico etc.), mais ou menos espessa. 3. Objeto com formato de tabuleta, geralmente de bronze, mármore ou granito, com inscrição comemorativa ou indicativa. 4. Chapa que serve de suporte a um aparelho de iluminação que se fixa em uma superfície vertical ou sobre uma peça de mobiliário, etc. 5. Placa de metal que, colocada na dianteira e na traseira de um veículo automotor, registra o número de licenciamento do veículo. 6. Chapa que, emitida pela administração pública, representa sinal oficial de concessão de certas licenças e autorizações. 7. Lâmina metálica, polida, usualmente como forma em processos de gravura. 8. Área ou zona que difere do resto de uma superfície, ordinariamente pela cor. 9. Mancha mais ou menos espessa na pele, como resultado de doença, escoriação, etc. 10. Em anatomia geral, estrutura ou órgão chato e em forma de placa, como uma escama ou lamela. 11. Em informática, suporte plano, retangular, de fibra de vidro, em que se gravam chips e outros componentes eletrônicos do computador. 12. Em odontologia, camada aderente de bactérias que se forma nos dentes.
20 Enxerto: 1. Na agricultura, é uma operação que se caracteriza pela inserção de uma gema, broto ou ramo de um vegetal em outro vegetal, para que se desenvolva como na planta que o originou. Também é uma técnica agrícola de multiplicação assexuada de plantas florais e frutíferas, que permite associar duas plantas diferentes, mas gerações próximas, muito usada na produção de híbridos, na qual uma das plantas assegura a nutrição necessária à gema, ao broto ou ao ramo da outra, cujas características procura-se desenvolver; enxertia. 2. Na medicina, é a transferência especialmente de células ou de tecido (por exemplo, da pele) de um local para outro do corpo de um mesmo indivíduo ou de um indivíduo para outro.
21 Proteômica: Ciência que estuda o conjunto de proteínas e suas isoformas contidas em amostras biológicas, seja esta um organismo, um tecido, uma organela celular ou uma célula, sempre determinadas pelo genoma.
22 Sobrevivência: 1. Ato ou efeito de sobreviver, de continuar a viver ou a existir. 2. Característica, condição ou virtude daquele ou daquilo que subsiste a um outro. Condição ou qualidade de quem ainda vive após a morte de outra pessoa. 3. Sequência ininterrupta de algo; o que subsiste de (alguma coisa remota no tempo); continuidade, persistência, duração.
23 Insuficiência Cardíaca Congestiva: É uma incapacidade do coração para efetuar as suas funções de forma adequada como conseqüência de enfermidades do próprio coração ou de outros órgãos. O músculo cardíaco vai diminuindo sua força para bombear o sangue para todo o organismo.
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