Células estaminais e terapia celular Flashcards
Características principais das células estaminais?
- são células indiferenciadas
- têm uma grande capacidade proliferativa
- têm um grande potencial de diferenciação em linhagens específicas (quando estimuladas)
Quanto ao potencial de diferenciação, podem ser:
- Totipotentes: a célula pode dar origem a todos os tipos celulares do corpo e tecido extraembrionário (ovo)
- Pluripotentes: pode dar origem a todos os tipos celulares do corpo, mas não aos tecidos extra-embrionários (células estaminais embrionárias e células pluripotentes induzidas (iPS))
- Multipotentes: podem dar a diferentes tipos celulares mas mais limitados, apresentando já um nível de comprometimento a certas linhagens (ex: células estaminais adultas)
- Unipotente: dá origem a um único tipo de célula
Células estaminais embrionárias vs adultas:
Origem, potencial de diferenciação e de proliferação
* Embrionárias: Células indiferenciadas que derivam da massa interna do blastocisto, que têm uma capacidade de proliferação praticamente ilimitada (se as condições o permitirem) e podem dar origem a qualquer célula das 3 camadas germinativas
* Adultas: provêm de tecidos do corpo depois do desenvolvimento embrionário, têm um potencial de proliferação mais limitado e só podem dar origem a células que fazem parte do órgão de origem (já estão comprometidas numa linhagem).
Fatores no cocktail de Yamanaka
Oct4, Sox2, Klf4, Myc
Aplicações das iPSCs:
- Ótimos modelos de estudo: podemos ter todo o tipo de células in vitro de forma a obter conhecimento sobre todo o tipo de células e como funcionam;
- Investigação fundamental: perceber os modos de prevenção e de tratamento de defeitos à nascença - melhor compreensão da fisiologia celular e do tipo de mutações
- Desenvolvimento de fármacos e toxicologia: identificação de drug targets, testes de potencial terapêutico e testes de toxicidade (se tirarmos uma célula de um paciente e diferenciá-la em todos os tipos de células que ele tem, podemos desenvolver fármacos direcionados para esse paciente)
- Mecidicina Regenerativa (Terapia Celular e Medicina regenerativa): possibilidade de ter uma fonte inesgotável de células de forma a ter tecidos para transplantes, por exemplo (pele e cartilagem).
Objetivo da terapia de células:
Uso de células para tratar uma doença - reparar, susbtituir or melhorar a funcionalidade de um órgão/tecido prejudicado.
Terapia autóloga vs terapia alogénica
- Autóloga: as células dadoras são as do próprio indivíduo
- Alogénica: as células dadoras são de um indivíduo diferente - recolhem-se células de um indivíduo, expandem-se em larga escala e forma-se um banco com múltiplas doses para mais tarde transplantar em pacientes. Os pacientes têm que tomar imunossupressivos.
Desafios no uso de células estaminais em terapias:
- Problemas éticos (a obtenção de células estaminais embrionárias envolve a destruiçao de embriões;
- Tumorigenicidade (não se consegue garantir a segurança, dado que estas células têm elevado potencial para formar tumores (teratomas));
- Risco de rejeição (em caso de terapias alogénicas)
- Protocolos/receitas/métodos ainda não estão otimizados, o que pode levar a um produto final heterogéneo, com células com diferentes fenótipos e funcionalidades
- fenótipo imatuto, pois por vezes células mais imaturas não se integram muito bem no tecido/orgão
É necessário desenvolver bioprocessos que torne possível desenvolver células estaminais com:
- um quantidade relevante a um baixo custo (isto pois é necessário introduzir imensas células, dado que parte delas são eliminadas pelo sistema imunitário logo assim que são injetadas
- uma elevada pureza (garantir que não existam células indiferenciadas, dado que são altamente tumorogénicas quando implementadas in vivo)
- uma qualidade consistente (todos os componentes e procedimentos têm que seguir os parâmetros críticos e normas para o controlo de qualidade estabelicidos pela FDA e EMA: as células não diferenciadas têm que manter o seu fenótipo e potencial pluripotente e estabilidade genética após expansão e as células diferenciadas têm que expressar o fenótipo da linhagem desejada)
Na produção industrializada de células estaminais, os processos upstream dizer respeito a … e os downstream a ….
Upstream: perceber que tipo de células se quer, recolher, isolar, cultivar e expandir e reprogramá-las as tipo desejado
Downstream: colheita final e purificação do produto desejado.
Método scale-out vs scale up:
- Scale-out: na produção autóloga, em que para cada paciente há um processo diferente, ou seja, há múltiplos processos paralelos de expansão de várias células diferentes num volume não muito grande (pois é só uma dose por paciente)
- Scale-up: na produção alogénica, em que um único processo que a expansão de células de um único paciente vai ser produzido em maior volume e, posteriormente, administrado a vários pacientes
Cultura 2D vs cultura 3D:
- Cultura 2D: demoroso, difícil de manusear, não é escalável, baixa reproducibilidade (repetir o mesmo processo não é fácil), falta de controlo do meio, cultura heterogénea, baixa produtividade (baixa número de células obtidos)
- cultura 3D: melhora a função e a viabilidade das células, aumenta a eficácia da diferenciação e potencial de proliferação, mimetiza os nichos de células in vivo, já que elas se agregam, preservando os contactos célula-célula), reprodutível e preditível.
