Cientistas do Instituto Weizmann mostraram como retroceder o relógio para retornar células adultas a um estado semelhante ao das células tronco embrionárias, com uma eficiência muito maior à conseguida até agora.
As células tronco embrionárias tem um potencial enorme para tratar e até curar muitos problemas médicos. Por causa disso, o desenvolvimento da técnica que permite gerar células tronco embrionárias a partir das células da pele (iPS cells) valeu ao seu descobridor o prêmio Nobel (2012). Porém, o processo era lento e ineficiente, e as células resultantes não serviam para uso médico. Até agora.
Hoje é publicada na revista Nature uma pesquisa do laboratório do Dr. Yaqub Hanna, no Instituto Weizmann, que muda o panorama. Ele e seu time acharam o freio que detinha a produção de células tronco. Eles encontraram que se tiravam aquele freio, podiam sincronizar o processo e aumentar a sua eficácia de maneira incrível: de apenas 1% ou menos, como é hoje, a 100%. Esta descoberta pode facilitar a produção de células tronco para uso médico, assim como avançar no conhecimento, de este processo.
As células tronco embrionárias são aquelas que não se especializaram para nenhuma função. Podem dar origem a qualquer tipo de célula do corpo. E por isso que são tão valiosas. Podem se usar, entre outros objetivos, para reparar tecidos danificados, tratar doenças autoimunes, e até crescer órgãos para transplante. Pero a obtenção de células embrionárias tem questionamentos éticos e problemas técnicos. A esperança da sua utilização foi renovada no ano 2006 quando um time liderado por Shinya Yamanaka, da Universidade de Kyoto, descobriu que era possível reprogramar células adultas. As células resultantes, chamadas de células tronco pluripotentes induzidas (iPSC) se criam enxertando quatro genes no seu DNA. A pesar de esse avanço genial, o processo de reprogramação continuava muito difícil, tomava até quatro semanas, não tinha coordenação entre as células, e além de tudo, menos de um por cento das células tratadas finalmente acabava convertida em célula tronco.
Hanna e o seu time se perguntaram: Qual é o principal obstáculo? Na sua pesquisa pós doutoral, Hanna utilizou modelos matemáticos para mostrar que tinha um único obstáculo responsável. Pero em biologia, é preciso provas experimentais para aprovar os modelos. Este estudo não apenas aporta a prova, revelando a identidade de aquele único obstáculo, como mostra que, ao remover o obstáculo, a reprogramação melhora.
O grupo de Hanna, liderado por Noa Novershtern, Yoach Rais, Asaf Zviram e Shay Geula, do departamento de Genética Molecular, junto aos membros da unidade de Genómica do Centro de Proteómica Estrutural de Israel, focaram numa proteína chamada MBD3, de função ainda desconhecida. A MBD3 tinha chamado a atenção deles porque se expressa em cada célula do corpo e em cada fase do desenvolvimento. Isso é muito raro: em geral, a grande maioria das proteínas se produzem em células especificas, em momentos específicos, e para funções especificas! O time achou que tinha uma exceção à regra de expressão universal de esta proteína: os primeiros dias depois da concepção. Os exatos três dias nos quais o ovo fertilizado começa a se dividir, e o embrião nascente é uma bola crescente de células pluripotentes que, depois, vão gerar todas as células do corpo. A diferenciação começa pelo quarto dia, e as células começam a perder seu status de pluripotencia. E esse era justamente o momento no qual a proteína MBD3aparecia pela primeira vez.
Esta descoberta tem implicâncias significativas na possibilidade de produzir células iPSCs para uso médico. Yamanaka usou vírus para inserir os quatro genes. Porém, por razoes de segurança, os vírus não se usam em reprogramar células que vão se usar em pessoas. Isto reduz a taxa de sucesso da técnica ainda mais, a 0,1%.
Os pesquisadores do Weizmann mostraram que tirando o MBD3 das células adultas pode-se aumentar a eficiência e acelerar o processo muitos ordens de magnitude. O tempo necessário para produzir as células madre foi encurtado, de quatro semanas a oito dias. Como bônus adicional, como todas as células se reprogramam à mesma velocidade, os cientistas serão capazes, pela primeira vez, de estudar passo a passo o mecanismo.
Hanna sinala que o logro do seu time se baseou na pesquisa do caminho natural do desenvolvimento embrionário. “Cientistas que estudem a reprogramação podem beneficiar se de uma compreensão mais profunda de como se produzem as células tronco embrionárias na natureza. Porque a natureza ainda faz as coisas melhor, e de maneira mais eficiente.”
A pesquisa de Dr Yaqub Hanna está apoiada por Pascal e Ilana Mantou, France/Israel; the Leona M and Harry B Helmsley Charitable Trust; sir Charles Clore Research Prize, the Benziyo Endowment fund for the Advancement of Sceince, Erica A. Drake e Robert Drake, O Conselho Europeo de Pesquisa e Fritz Thyssen Stiftung.
