Saúde

Coquetel químico cria novos caminhos para terapias com células-tronco musculares
O avanço pode levar ao desenvolvimento de terapias baseadas em células-tronco para perda ou dano muscular devido a lesão, idade ou doença. A pesquisa foi publicada na Nature Biomedical Engineering.
Por Tiare Dunlap - 19/03/2021


Imagem microscópica mostrando células-tronco musculares produzidas com o coquetel químico recém-descoberto. As células musculares, em vermelho, estão se integrando ao músculo lesado, em verde, de um camundongo adulto. UCLA Broad Stem Cell Research Center / Nature Biomedical Engineering

Uma equipe de pesquisa liderada pela UCLA identificou um coquetel químico que permite a produção de um grande número de células-tronco musculares, que podem se auto-renovar e dar origem a todos os tipos de células musculares esqueléticas.

O avanço pode levar ao desenvolvimento de terapias baseadas em células-tronco para perda ou dano muscular devido a lesão, idade ou doença. A pesquisa foi publicada na Nature Biomedical Engineering.

As células-tronco musculares são responsáveis ​​pelo crescimento, reparo e regeneração muscular após lesões ao longo da vida de uma pessoa. Em adultos totalmente crescidos, as células-tronco musculares são quiescentes - permanecem inativas até que sejam chamadas a responder à lesão por meio da auto-replicação e da criação de todos os tipos de células necessários para reparar o tecido danificado.

Mas essa capacidade regenerativa diminui à medida que as pessoas envelhecem; também pode ser comprometido por lesões traumáticas e por doenças genéticas, como a distrofia muscular de Duchenne.

“As terapias baseadas em células-tronco musculares mostram muita promessa para melhorar a regeneração muscular, mas os métodos atuais para gerar células-tronco musculares específicas do paciente podem levar meses”, disse Song Li , autor sênior do estudo e membro do Eli and Edy the  Broad Centro de Medicina Regenerativa e Pesquisa de Células-Tronco da UCLA .

Li e seus colegas identificaram um coquetel químico - uma combinação do extrato da raiz da forscolina e da pequena molécula RepSox - que pode criar com eficiência um grande número de células-tronco musculares em 10 dias. Em estudos com ratos, os pesquisadores demonstraram dois caminhos potenciais pelos quais o coquetel poderia ser usado como terapia.

O primeiro método usa células encontradas na pele chamadas células miogênicas dérmicas, que têm a capacidade de se tornar células musculares. A equipe descobriu que o tratamento de células miogênicas dérmicas com o coquetel químico as levou a produzir um grande número de células-tronco musculares, que poderiam então ser transplantadas para o tecido lesado.

A equipe de Li testou essa abordagem em três grupos de camundongos com lesões musculares: camundongos adultos (8 semanas), camundongos idosos (18 meses) e camundongos adultos com uma mutação genética semelhante à que causa Duchenne em humanos.

Quatro semanas após o transplante das células, as células-tronco musculares se integraram ao músculo danificado e melhoraram significativamente a função muscular em todos os três grupos de camundongos.

Para o segundo método, a equipe de Li usou nanopartículas para entregar o coquetel químico no tecido muscular danificado. As nanopartículas, que têm cerca de um centésimo do tamanho de um grão de areia, são feitas do mesmo material que os pontos cirúrgicos dissolvíveis e são projetadas para liberar os produtos químicos lentamente à medida que se quebram.

A segunda abordagem também produziu uma resposta de reparo robusta em todos os três tipos de camundongos. Quando injetadas no músculo lesado, as nanopartículas migraram por toda a área lesada e liberaram os produtos químicos, que ativaram as células-tronco do músculo quiescente para começar a se dividir.

Embora ambas as técnicas tenham sido bem-sucedidas, o principal benefício da segunda é que eliminou a necessidade de crescimento de células no laboratório - toda a ativação e regeneração das células-tronco musculares ocorrem dentro do corpo.  

A equipe ficou particularmente surpresa ao descobrir que o segundo método foi eficaz mesmo em ratos idosos, apesar do fato de que, à medida que os animais envelhecem, o ambiente que envolve e suporta as células-tronco musculares torna-se menos eficaz.  

“Nosso coquetel químico permitiu que as células-tronco musculares em camundongos idosos superassem seu ambiente adverso e lançassem uma resposta de reparo robusta”, disse Li, que também é chefe de bioengenharia na Escola de Engenharia da UCLA Samueli e professor de medicina na Escola de David Geffen Medicina na UCLA.

Em estudos futuros, a equipe de pesquisa tentará replicar os resultados em células humanas e monitorar os efeitos da terapia em animais por um período mais longo. Os experimentos devem ajudar a determinar se qualquer uma das abordagens pode ser usada como tratamento único para pacientes com lesões graves.

Li observou que nenhuma das abordagens consertaria o defeito genético que causa Duchenne ou outras distrofias musculares genéticas. No entanto, a equipe prevê que as células-tronco musculares geradas a partir das células da pele de um doador saudável podem ser transplantadas para o músculo de um paciente com distrofia muscular - como nos pulmões - o que pode estender sua expectativa de vida e melhorar sua qualidade de vida.

Além de Li, outros colaboradores da UCLA incluem o cientista assistente do projeto Jun Fang, os professores James Tidball e Kym Faull e a cientista pesquisadora Jennifer Soto. Cientistas da UC Berkeley, da Academia Chinesa de Ciências e da Universidade Nacional Cheng Kung de Taiwan também contribuíram para o estudo.

O estudo foi apoiado pelos Institutos Nacionais de Saúde, pelo Instituto Nacional de Artrite e Doenças Musculoesqueléticas e de Pele do NIH sob o Ruth L. Kirschstein National Research Service Award, o UCLA Broad Stem Cell Research Center Research Award Program e o UCLA Medical Scientist Programa de treinamento.

 

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