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Estratégia experimental visa tratar a perda de visão no glaucoma guiando células-tronco para a retina

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Pesquisadores trabalhando com camundongos identificaram uma nova estratégia potencial para substituir células1 ganglionares da retina2 para tratar o glaucoma3, uma das principais causas de cegueira em todo o mundo.

Atualmente não existem tratamentos para reverter a perda de visão4 devido à morte de células1 ganglionares da retina2, ou CGRs.

A equipe multidisciplinar, liderada por pesquisadores da Harvard Medical School no Schepens Eye Research Institute do Mass. Eye and Ear (MEE), produziu as CGRs a partir de células-tronco5 do sangue6.

No estudo, publicado na revista PNAS, os pesquisadores mudaram o microambiente do olho7 de uma forma que lhes permitiu retirar células-tronco5 do sangue6 e transformá-las em células1 ganglionares da retina2 capazes de migrar e sobreviver na retina2 do olho7.

Eles conduziram seu estudo na retina2 de ratos adultos. Se as descobertas forem replicadas em humanos, o trabalho poderá um dia ser aplicado à retina2 humana.

Alguns estudos têm analisado a substituição de CGRs por meio de transplantes de células1, mas esse processo, ainda em fase de pesquisa e desenvolvimento, apresenta limitações. É necessária uma maneira mais precisa de repovoar eficazmente essas células1 na retina2.

Uma limitação que impede o sucesso das atuais estratégias de transplante de células-tronco5 na retina2 é que a maioria das células1 do doador permanece no local da injeção8 e não migra para onde são mais necessárias.

Leia sobre "O que é glaucoma3" e "Células-tronco5: conceito, tipos e uso na Medicina".

Para identificar uma solução melhor, a equipe do MEE criou CGRs a partir de células-tronco5 e depois testou a capacidade de várias moléculas sinalizadoras, conhecidas como quimiocinas, de guiar esses novos neurônios9 para suas posições corretas na retina2.

Os pesquisadores usaram uma abordagem de big data. Eles examinaram centenas dessas moléculas e receptores para encontrar 12 exclusivos das CGRs. Eles descobriram que o fator 1 derivado do estroma10 foi a molécula com melhor desempenho tanto para migração quanto para transplante.

“Este método de utilização de quimiocinas para guiar o movimento e a integração das células1 do doador representa uma abordagem promissora para restaurar a visão4 em pacientes com glaucoma”, disse o autor sênior11 Petr Baranov, professor assistente de oftalmologia da HMS no Schepens. “Foi uma jornada emocionante trabalhar com uma equipe de cientistas talentosos com experiência única para desenvolver novas técnicas para modificar o ambiente local para orientar o comportamento celular – técnicas que potencialmente poderiam ser aplicadas para tratar outras condições neurodegenerativas.”

O estudo foi co-liderado por membros do laboratório de Baranov no Mass. Eye and Ear, incluindo o bioengenheiro e autor principal do estudo Jonathan R. Soucy e o bioinformático Emil Kriukov.

Controlando a migração e maturação de neurônios9 de doadores e recém-nascidos no olho7 por meio de engenharia do microambiente

Importância

O funil “in silicoin vitroin vivo” possui um potencial significativo para identificar alvos para controlar processos celulares em pesquisas e aplicações clínicas. Neste relatório, descreveu-se uma estrutura para identificar, selecionar e aplicar quimiocinas para direcionar a migração de neurônios9 da retina2 in vivo na retina2 de camundongos adultos.

Para atingir um público mais amplo, demonstrou-se esse fenômeno usando neurônios9 retinianos dissociados derivados de camundongos e de células-tronco5 humanas, organoides retinianos e neurônios9 retinianos reprogramados endogenamente12.

Por último, mostrou-se que apenas os neurônios9 que migram para sua lâmina adequada após o transplante expressam marcadores de células1 maduras, indicando a importância de impulsionar a integração estrutural para o transplante de neurônios9.

Resumo

Ensaios clínicos13 de terapia celular em andamento demonstraram a necessidade de controle preciso do comportamento de células1 de doadores no tecido14 receptor. Apresentou-se uma metodologia para orientar neurônios9 derivados de células-tronco5 e regenerados endogenamente12 através da engenharia do microambiente.

Sendo uma “parte acessível do cérebro”, o olho7 oferece uma oportunidade única para estudar o destino e a função dos neurônios9 no sistema nervoso central15. Neste estudo, os pesquisadores se concentraram nas células1 ganglionares da retina2 (CGRs) – os neurônios9 da retina2 são irreversivelmente perdidos no glaucoma3 e em outras neuropatias ópticas, mas podem ser potencialmente substituídos por meio de transplante ou reprogramação.

Uma das barreiras significativas para a integração bem-sucedida da CGR no circuito retiniano maduro existente é a migração celular em direção à sua posição natural na retina2. Uma análise in silico do transcriptoma unicelular da retina2 humana em desenvolvimento identificou seis candidatos a ligantes de receptor, que foram testados em ensaios funcionais in vitro quanto à sua capacidade de guiar CGRs derivadas de células-tronco5 humanas.

Usou-se a molécula principal identificada na análise, SDF1 (fator 1 derivado do estroma10), para criar um gradiente artificial na retina2, o que levou a um aumento de 2,7 vezes na migração de CGRs do doador para a camada de células1 ganglionares (CCG) e a um aumento de 3,3 vezes no deslocamento de CGRs de recém-nascidos para fora da camada nuclear interna.

Apenas as CGRs de doadores que migraram para a CCG expressaram marcadores de CGR madura, indicando a importância da integração adequada da estrutura.

Juntos, esses resultados descrevem uma estrutura “in silicoin vitroin vivo” para identificar, selecionar e aplicar ligantes solúveis para controlar a função das células1 do doador após o transplante.

Veja também sobre "Doenças degenerativas16" e "Sinais17 e sintomas18 oftálmicos que precisam de avaliação médica".

 

Fontes:
PNAS, publicação em 06 de novembro de 2023.
Harvard Medical School, notícia publicada em 21 de novembro de 2023.

 

NEWS.MED.BR, 2023. Estratégia experimental visa tratar a perda de visão no glaucoma guiando células-tronco para a retina. Disponível em: <https://www.news.med.br/p/medical-journal/1462727/estrategia-experimental-visa-tratar-a-perda-de-visao-no-glaucoma-guiando-celulas-tronco-para-a-retina.htm>. Acesso em: 21 abr. 2024.

Complementos

1 Células: Unidades (ou subunidades) funcionais e estruturais fundamentais dos organismos vivos. São compostas de CITOPLASMA (com várias ORGANELAS) e limitadas por uma MEMBRANA CELULAR.
2 Retina: Parte do olho responsável pela formação de imagens. É como uma tela onde se projetam as imagens: retém as imagens e as traduz para o cérebro através de impulsos elétricos enviados pelo nervo óptico. Possui duas partes: a retina periférica e a mácula.
3 Glaucoma: É quando há aumento da pressão intra-ocular e danos ao nervo óptico decorrentes desse aumento de pressão. Esses danos se expressam no exame de fundo de olho e por alterações no campo de visão.
4 Visão: 1. Ato ou efeito de ver. 2. Percepção do mundo exterior pelos órgãos da vista; sentido da vista. 3. Algo visto, percebido. 4. Imagem ou representação que aparece aos olhos ou ao espírito, causada por delírio, ilusão, sonho; fantasma, visagem. 5. No sentido figurado, concepção ou representação, em espírito, de situações, questões etc.; interpretação, ponto de vista. 6. Percepção de fatos futuros ou distantes, como profecia ou advertência divina.
5 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.
6 Sangue: O sangue é uma substância líquida que circula pelas artérias e veias do organismo. Em um adulto sadio, cerca de 45% do volume de seu sangue é composto por células (a maioria glóbulos vermelhos, glóbulos brancos e plaquetas). O sangue é vermelho brilhante, quando oxigenado nos pulmões (nos alvéolos pulmonares). Ele adquire uma tonalidade mais azulada, quando perde seu oxigênio, através das veias e dos pequenos vasos denominados capilares.
7 Olho: s. m. (fr. oeil; ing. eye). Órgão da visão, constituído pelo globo ocular (V. este termo) e pelos diversos meios que este encerra. Está situado na órbita e ligado ao cérebro pelo nervo óptico. V. ocular, oftalm-. Sinônimos: Olhos
8 Injeção: Infiltração de medicação ou nutrientes líquidos no corpo através de uma agulha e seringa.
9 Neurônios: Unidades celulares básicas do tecido nervoso. Cada neurônio é formado por corpo, axônio e dendritos. Sua função é receber, conduzir e transmitir impulsos no SISTEMA NERVOSO. Sinônimos: Células Nervosas
10 Estroma: 1. Na anatomia geral e em patologia, é o tecido conjuntivo vascularizado que forma o tecido nutritivo e de sustentação de um órgão, glândula ou de estruturas patológicas. 2. Na anatomia botânica, é a matriz semifluida dos cloroplastos na qual se encontram os grana, grânulos de amido, ribossomas, etc. 3. Em micologia, é a massa de tecido de um fungo, formada a partir de hifas entrelaçadas e que, nos cogumelos, geralmente corresponde à maior parte do corpo.
11 Sênior: 1. Que é o mais velho. 2. Diz-se de desportistas que já ganharam primeiros prêmios: um piloto sênior. 3. Diz-se de profissionais experientes que já exercem, há algum tempo, determinada atividade.
12 Endogenamente: De crescimento endógeno, algo que cresceu internamente.
13 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.
14 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.
15 Sistema Nervoso Central: Principais órgãos processadores de informação do sistema nervoso, compreendendo cérebro, medula espinhal e meninges.
16 Degenerativas: Relativas a ou que provocam degeneração.
17 Sinais: São alterações percebidas ou medidas por outra pessoa, geralmente um profissional de saúde, sem o relato ou comunicação do paciente. Por exemplo, uma ferida.
18 Sintomas: Alterações da percepção normal que uma pessoa tem de seu próprio corpo, do seu metabolismo, de suas sensações, podendo ou não ser um indício de doença. Os sintomas são as queixas relatadas pelo paciente mas que só ele consegue perceber. Sintomas são subjetivos, sujeitos à interpretação pessoal. A variabilidade descritiva dos sintomas varia em função da cultura do indivíduo, assim como da valorização que cada pessoa dá às suas próprias percepções.
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