Ao expor células da pele a uma combinação particular de moléculas de programação celular, os cientistas conseguiram convertê-las em células cerebrais que se comportam como células nativas.
O estudo é incomum porque, ao contrário de muitas técnicas de conversão celular, as células não retornaram primeiro a um estágio de células-tronco – elas se converteram diretamente em células cerebrais – evitando assim o risco de produzir muitos outros tipos de células.
E o estudo é único, porque a equipe conseguiu reprogramar as skincells para se tornar um tipo particular de célula cerebral em vez de uma variedade de cérebros.
Escrevendo na revista, pesquisadores da Washington University School of Medicine em St. Louis (WUSTL), MO, relatam como eles usaram uma combinação particular de microRNAs e fatores de transcrição para reprogramar as células da pele em um tipo particular de célula cerebral conhecida como neurônios medianos.
Os neurônios espinhosos médios que eles produziram – que sobreviveram por pelo menos 6 meses após a injeção no cérebro de camundongos – são importantes para o controle do movimento e são o principal tipo afetado na doença de Huntington.
A doença de Huntington é uma doença genética hereditária que causa movimentos involuntários e declínio gradual da capacidade mental. Pacientes com a doença – que geralmente começa na meia-idade – podem viver por 20 anos após o início dos sintomas, embora estes gradualmente piorem.
Células convertidas mostraram propriedades de células nativas
O autor sênior Dr. Andrew S. Yoo, professor assistente de biologia do desenvolvimento na WUSTL, diz que não apenas as novas células sobreviveram no cérebro do rato, mas também mostraram propriedades semelhantes às células nativas:
“Essas células são conhecidas por estender projeções em certas regiões cerebrais. E descobrimos que as células transplantadas humanas também estão conectadas a esses alvos distantes no cérebro do camundongo. Esse é um ponto de referência sobre este artigo.”
Como usaram células adultas da pele humana no estudo – e não células mortas ou células humanas em um estágio anterior de desenvolvimento – a equipe acredita que o trabalho mostra o potencial para o uso de células do próprio paciente em medicamentos regenerativos. Isso é importante porque as terapias podem usar prontamente as células disponíveis e também evitar o problema da rejeição imunológica.
Para o estudo, Yoo e seus colegas cultivaram as células da pele em um ambiente que imita o das células cerebrais. Em trabalhos anteriores, eles já haviam descoberto que a exposição de células de pele a duas pequenas moléculas de RNA, chamadas de miR-9 e miR-124, pode transformar a mina em diferentes tipos de células cerebrais.
Embora ainda estejam tentando descobrir exatamente o que acontece, a equipe acredita que as duas pequenas moléculas de RNA abrem as células de DNAinside, que contêm instruções para a produção de células cerebrais, permitindo que os genes específicos de seu desenvolvimento e função sejam ligados.
Tendo provado que a exposição a essas pequenas moléculas de RNA converte as skincells em uma mistura de células cerebrais, a equipe começou a sintonizar os sinais químicos. Eles fizeram isso adicionando moléculas chamadas de fatores de transcrição, que eles já sabiam estarem presentes na parte do cérebro onde os neurônios espinhais médios são abundantes.
Fatores de transcrição guiam as células para se tornarem um tipo específico
O co-primeiro autor Matheus B. Victor, um estudante de pós-graduação em neurociência, diz acreditar que as pequenas moléculas de RNA estão “fazendo o trabalho pesado” e:
“Eles estão preparando as células da pele para se tornarem neurônios. Os fatores de transcrição que nós adicionamos guiam as células da pele para se tornarem um subtipo específico, neste caso, neurônios espinhosos. Acreditamos que poderíamos produzir diferentes tipos de neurônios trocando diferentes fatores de transcrição.”
A equipe também mostrou que quando as células da pele são expostas apenas aos fatores de transcrição, sem as pequenas moléculas de RNA, as células da pele não se convertem com sucesso.
A equipe também realizou testes extensivos para mostrar que as novas células cerebrais tinham as marcas dos neurônios espinhosos nativos médios. Eles expressaram os genes certos para seu tipo específico e não expressaram genes para outros tipos de neurônios.
E, quando transplantadas para o cérebro de camundongos, as células convertidas pareciam neurônios espinhosos nativos e se comportavam como eles.
A equipe agora está usando células da pele de pacientes com doença de Huntington e convertendo-os em neurônios espinhosos médios usando sua nova abordagem. Eles também planejam injetar as células em ratos com a doença.
O estudo foi financiado por vários órgãos, incluindo o National Institutes of Health (NIH).
