Coquetel quamico 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 doena§a. A pesquisa foi publicada na Nature Biomedical Engineering.
Imagem microsca³pica mostrando células-tronco musculares produzidas com o coquetel quamico recanãm-descoberto. As células musculares, em vermelho, estãose integrando ao maºsculo 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 quamico 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 esquelanãticas.
O avanço pode levar ao desenvolvimento de terapias baseadas em células-tronco para perda ou dano muscular devido a lesão, idade ou doena§a. A pesquisa foi publicada na Nature Biomedical Engineering.
As células-tronco musculares são responsa¡veis ​​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 atéque sejam chamadas a responder a lesão por meio da auto-replicação e da criação de todos os tipos de células necessa¡rios para reparar o tecido danificado.
Mas essa capacidade regenerativa diminui a medida que as pessoas envelhecem; também pode ser comprometido por lesões trauma¡ticas e por doenças genanãticas, como a distrofia muscular de Duchenne.
“As terapias baseadas em células-tronco musculares mostram muita promessa para melhorar a regeneração muscular, mas os manãtodos atuais para gerar células-tronco musculares especaficas do paciente podem levar mesesâ€, disse Song Li , autor saªnior do estudo e membro do Eli and Edy the Broad Centro de Medicina Regenerativa e Pesquisa de Canãlulas-Tronco da UCLA .
Li e seus colegas identificaram um coquetel quamico - uma combinação do extrato da raiz da forscolina e da pequena molanãcula 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 manãtodo usa células encontradas na pele chamadas células miogaªnicas danãrmicas, que tem a capacidade de se tornar células musculares. A equipe descobriu que o tratamento de células miogaªnicas danãrmicas com o coquetel quamico 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 genanãtica semelhante a que causa Duchenne em humanos.
Quatro semanas após o transplante das células, as células-tronco musculares se integraram ao maºsculo danificado e melhoraram significativamente a função muscular em todos os três grupos de camundongos.
Para o segundo manãtodo, a equipe de Li usou nanopartaculas para entregar o coquetel quamico no tecido muscular danificado. As nanopartaculas, que tem cerca de um centanãsimo do tamanho de um gra£o de areia, são feitas do mesmo material que os pontos ciraºrgicos dissolvaveis e são projetadas para liberar os produtos químicos lentamente a medida que se quebram.
A segunda abordagem também produziu uma resposta de reparo robusta em todos os três tipos de camundongos. Quando injetadas no maºsculo lesado, as nanopartaculas migraram por toda a área lesada e liberaram os produtos quamicos, que ativaram as células-tronco do maºsculo quiescente para comea§ar a se dividir.
Embora ambas as técnicas tenham sido bem-sucedidas, o principal benefacio da segunda éque eliminou a necessidade de crescimento de células no laboratório - toda a ativação e regeneração das células-tronco musculares ocorrem dentro do corpo. Â
A equipe ficou particularmente surpresa ao descobrir que o segundo manãtodo foi eficaz mesmo em ratos idosos, apesar do fato de que, a medida que os animais envelhecem, o ambiente que envolve e suporta as células-tronco musculares torna-se menos eficaz. Â
“Nosso coquetel quamico permitiu que as células-tronco musculares em camundongos idosos superassem seu ambiente adverso e lascassem uma resposta de reparo robustaâ€, disse Li, que também échefe 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 tentara¡ 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 aºnico para pacientes com lesões graves.
Li observou que nenhuma das abordagens consertaria o defeito genanãtico que causa Duchenne ou outras distrofias musculares genanãticas. No entanto, a equipe prevaª que as células-tronco musculares geradas a partir das células da pele de um doador sauda¡vel podem ser transplantadas para o maºsculo de um paciente com distrofia muscular - como nos pulmaµes - 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 contribuaram para o estudo.
O estudo foi apoiado pelos Institutos Nacionais de Saúde, pelo Instituto Nacional de Artrite e Doena§as Musculoesquelanãticas 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.