como é que a clonagem reprodutiva difere da investigação em células estaminais?
recente e actual de trabalho sobre células-tronco, que é brevemente resumidos abaixo e discutido mais plenamente em um relatório recente do National Academies direito de Células-Tronco e o Futuro da Medicina Regenerativa não está diretamente relacionado à clonagem reprodutiva humana. No entanto, o uso de um passo inicial comum—chamado transplante nuclear ou transferência nuclear de células somáticas (SCNT)—levou o Congresso a considerar projetos de lei que proíbem não só a clonagem reprodutiva humana, mas também certas áreas de pesquisa de células estaminais. As células-tronco são células que têm a capacidade de dividir repetidamente e dar origem a células especializadas e mais células-tronco. Algumas, como algumas células estaminais do sangue e do cérebro, podem ser derivadas diretamente de adultos e outras podem ser obtidas a partir de embriões pré-implantação. As células estaminais derivadas de embriões são chamadas células estaminais embrionárias (células ES). O relatório acima mencionado das Academias Nacionais fornece uma descrição detalhada do estado atual da pesquisa em células estaminais .
as células ES também são chamadas células estaminais pluripotentes porque a sua descendência inclui todos os tipos de células que podem ser encontrados em um embrião pós-implantação, um feto, e um organismo totalmente desenvolvido. São derivados da massa celular interna dos embriões primitivos (blastocistos) . As células na massa da célula interna de um dado blastocisto são geneticamente idênticas, e cada blastocisto produz apenas uma única linha de células ES. As células estaminais são mais raras e mais difíceis de encontrar em adultos do que em embriões pré-implantação, e provou-se mais difícil de cultivar alguns tipos de células estaminais adultas em linhas celulares após o isolamento .
a produção de diferentes células e tecidos a partir de células ES ou outras células estaminais é um assunto de investigação corrente . A produção de órgãos inteiros, com excepção da medula óssea (a utilizar no transplante de medula óssea), a partir dessas células ainda não foi atingida e o seu eventual sucesso é incerto.
o interesse actual em células estaminais resulta do seu potencial para o transplante terapêutico de determinadas células, tecidos e órgãos saudáveis em pessoas que sofrem de uma variedade de doenças e perturbações debilitantes. A investigação com células estaminais adultas indica que podem ser úteis para esses fins, incluindo para outros tecidos que não aqueles a partir dos quais as células foram derivadas . Com base nos conhecimentos actuais, parece improvável que os adultos venham a ser uma fonte suficiente de células estaminais para todos os tipos de tecidos . As linhas celulares ES são de potencial interesse para transplantação porque uma linha celular pode se multiplicar indefinidamente e pode gerar não apenas um tipo de célula especializada, mas muitos tipos diferentes de células especializadas (cérebro, músculo, e assim por diante) que podem ser necessárias para transplantes . No entanto, será necessária muito mais investigação para que a magnitude do potencial terapêutico das células estaminais adultas ou das células ES seja bem compreendida.
uma das questões mais importantes relativas ao potencial terapêutico das células estaminais é se as células, tecidos e talvez órgãos derivados deles podem ser transplantados com risco mínimo de rejeição do transplante. Idealmente, as células estaminais adultas vantajosas para transplantação podem ser derivadas dos próprios doentes. Essas células, ou tecidos derivados delas, seriam geneticamente idênticos aos do próprio paciente e não seriam rejeitados pelo sistema imunológico. No entanto, tal como descrito anteriormente, a disponibilidade de células estaminais adultas em número suficiente e o seu potencial para dar origem a uma gama completa de tipos de células e tecidos são incertos. Além disso, no caso de uma doença de origem genética, as células estaminais adultas do próprio doente teriam o mesmo defeito e teriam de ser cultivadas e geneticamente modificadas antes de poderem ser utilizadas para transplantação terapêutica.
a aplicação de transferência nuclear de células somáticas ou transplantação nuclear oferece uma via alternativa para a obtenção de células estaminais que podem ser utilizadas em terapias de transplantação com um risco mínimo de rejeição do transplante. Este procedimento-por vezes denominado clonagem terapêutica, clonagem de investigação ou clonagem não produtiva, e aqui referido como transplantação nuclear para produzir células estaminais—seria usado para gerar células pluripotentes de células ES que são geneticamente idênticas às células de um receptor de transplante . Assim, tal como as células estaminais adultas, essas células ES devem melhorar a rejeição observada com transplantes incomparáveis.
dois tipos de células estaminais adultas-células estaminais no sangue formando medula óssea e células estaminais da pele—são as únicas duas terapêuticas com células estaminais actualmente em uso. Mas, tal como referido no relatório das Academias Nacionais intitulado células estaminais e o futuro da Medicina Regenerativa, muitas questões permanecem antes de o potencial de outras células estaminais adultas poder ser avaliado com precisão . Poucos estudos em células estaminais adultas definiram suficientemente o potencial da célula estaminal partindo de uma única célula isolada, ou definiram o ambiente celular necessário para uma diferenciação correta ou os fatores que controlam a eficiência com que as células repovoam um órgão. Há uma necessidade de mostrar que as células derivadas de células estaminais adultas introduzidas estão contribuindo diretamente para a função tecidular, e para melhorar a capacidade de manter células estaminais adultas em cultura sem a diferenciação das células. Finalmente, a maioria dos estudos que têm merecido tanta atenção têm usado o rato em vez das células estaminais adultas humanas.
as células de e não estão sem os seus próprios problemas potenciais como fonte de células para transplantação. O crescimento de células ES humanas em cultura requer uma camada “alimentadora” de células de rato que podem conter vírus, e quando permitido diferenciar as células ES pode formar uma mistura de tipos de células ao mesmo tempo. As células ES humanas podem formar tumores benignos quando introduzidas em ratos , embora este potencial pareça desaparecer se as células forem autorizadas a diferenciar antes da introdução em um receptor . Estudos com células ES de ratinho mostraram promessa para o tratamento de diabetes , doença de Parkinson e lesão da medula espinhal .
as células ES feitas com transplante nuclear teriam a vantagem sobre as células estaminais adultas de serem capazes de fornecer praticamente todos os tipos de células e de serem capazes de ser mantidos em cultura por longos períodos de tempo. O conhecimento actual é, no entanto, incerto, e a investigação sobre as células estaminais adultas e as células estaminais feitas com transplantação nuclear é necessária para compreender os seus potenciais terapêuticos. (Este ponto é claramente afirmado na conclusão e Recomendação 2 de Células-Tronco e o Futuro da Medicina Regenerativa, que afirma, em parte, que “os estudos de ambas as embrionárias e adultas células-tronco humanas, será exigido de forma mais eficiente avanço científico e potencial terapêutico da medicina regenerativa.”) É provável que as células ES serão inicialmente usadas para gerar tipos de células únicas para transplante, tais como células nervosas ou células musculares. No futuro, por causa de sua capacidade de dar origem a muitos tipos de células, eles podem ser usados para gerar tecidos e, teoricamente, órgãos complexos para transplantação. Mas isso requererá a perfeição das técnicas para direcionar sua especialização em cada um dos tipos de células componentes e, em seguida, a montagem dessas células na proporção correta e organização espacial para um órgão. Isso pode ser razoavelmente simples para uma estrutura simples, como um ilhéu pancreático que produz insulina, mas é mais desafiador para tecidos tão complexos como o pulmão, rim ou fígado .
Os procedimentos experimentais necessários para produzir células-tronco através de transplante nuclear consiste na transferência de uma célula somática de núcleo de um paciente em um enucleated ovo, a cultura in vitro de embriões até o estágio de blastocisto, e a derivação de um pluripotentes ES linha de células da massa celular interna deste blastocisto. Essas linhas de células estaminais seriam então usadas para derivar células especializadas (e, se possível, tecidos e órgãos) em culturas de laboratório para transplante terapêutico. Tal procedimento, se bem sucedido, pode evitar uma grande causa de rejeição do transplante. No entanto, esta proposta apresenta vários inconvenientes. Experiências com modelos animais sugerem que a presença de proteínas mitocondriais divergentes nas células pode criar antigénios de transplantação “menores” que podem causar rejeição. ; isto não seria um problema se o ovo fosse doado pela mãe do receptor do transplante ou pelo próprio receptor. Para algumas doenças auto-imunes, o transplante de células clonadas a partir das próprias células do paciente pode ser inadequado, na medida em que estas células podem ser alvos para o processo destrutivo em curso. E, tal como acontece com a utilização de células estaminais adultas, no caso de uma doença de origem genética, as células ES derivadas de transplantação nuclear a partir das próprias células do doente teriam o mesmo defeito e teriam de ser cultivadas e geneticamente modificadas antes de poderem ser utilizadas para transplantação terapêutica. Usando outra fonte de células-tronco é mais provável de ser viável (apesar de imunossupressão seria necessário) do que a desafiadora tarefa de corrigir um ou mais genes que estão envolvidos na doença de células-tronco adultas ou nuclear-transplante de derivados de células-tronco linha iniciada com um núcleo do paciente.
além do transplante nuclear, existem dois outros métodos pelos quais os pesquisadores podem ser capazes de derivar células ES com reduzido capô likeli para rejeição. Um banco de linhas de células ES cobrindo muitos possíveis makeups genéticos é uma possibilidade, embora o relatório das Academias Nacionais intitulado células estaminais eo futuro da Medicina Regenerativa considerou isso como “difícil de conceber” . Alternativamente, células-tronco embrionárias podem ser projetadas para eliminar ou introduzir certas proteínas da superfície celular, tornando as células invisíveis para o sistema imunológico do receptor. Tal como acontece com a utilização proposta de muitos tipos de células estaminais adultas na transplantação, nenhuma destas abordagens leva a nada perto de uma promessa de sucesso neste momento.
a preparação de células estaminais embrionárias por transplantação nuclear difere da clonagem reprodutiva na medida em que nada é implantado em um útero. A questão de saber se as células ES por si só podem dar origem a um embrião completo pode ser facilmente mal interpretada. Os títulos de alguns relatórios sugerem que os embriões de ratos podem ser derivados apenas de células ES . Em todos os casos, no entanto, as células ES precisam ser cercadas por células derivadas de um embrião hospedeiro, em particular tropoblasto e endodermia primitiva. Além de fazer parte da placenta, as células trofoblastas do blastocisto fornecem sinais ou matizes de padrão essenciais para o embrião que são necessários para determinar a orientação de sua futura cabeça e alcatra (anterior-posterior) eixo. Esta informação posicional não é geneticamente determinada, mas é adquirida pelas células trofoblastos a partir de eventos iniciados logo após a fertilização ou ativação do óvulo. Além disso, é fundamental que os sinais posicionais sejam transmitidos às células internas do blastocisto durante um período de tempo específico de desenvolvimento . As massas de células internas isoladas dos blastocistos do rato não se implantam por si só, mas fá-lo-ão se combinadas com vesículas tropoblastas de outro embrião . Por outro lado, aglomerados isolados de células ES de ratos introduzidos em vesículas tróploblasto nunca dão origem a nada remotamente semelhante a um embrião pós-implantação, ao contrário de uma massa desorganizada de trofoblasto. Em outras palavras, a única maneira de fazer com que as células ES do rato participem do desenvolvimento normal é fornecer-lhes células embrionárias hospedeiras, mesmo que essas células não permaneçam viáveis durante a gestação (Richard Gardner, comunicação pessoal). Tem sido relatado que as células ES humanas e primatas podem dar origem a células tropoblastas em cultura. No entanto, estas células trofoblablast provavelmente não teriam as pistas posicionais normalmente adquiridas durante o desenvolvimento de um blastocisto de um ovo. À luz dos resultados experimentais com as células ES do rato acima descritas, é muito improvável que aglomerados de células ES humanas colocadas num útero se implantem e se desenvolvam num feto. Tem sido relatado que aglomerados de células ES humanas em cultura, como aglomerados de células ES de ratos, dão origem a agregados desorganizados conhecidos como corpos embrioides .
para além dos seus usos para transplantação terapêutica, as células ES obtidas por transplantação nuclear podem ser utilizadas em laboratórios para vários tipos de estudos que são importantes para a medicina clínica e para a investigação fundamental na biologia do desenvolvimento humano. Estes estudos não puderam ser realizados com células ES de ratinho ou de macaco e não é provável que sejam viáveis com células ES preparadas a partir de blastocistos normalmente fertilizados. Por exemplo, as células ES derivadas de seres humanos com doenças genéticas poderiam ser preparadas através de transplante nuclear e permitiria a análise do papel dos genes mutados no desenvolvimento celular e tecidular e nas células adultas difíceis de estudar de outra forma, tais como as células nervosas do cérebro. Este trabalho tem a desvantagem de exigir a utilização de ovos dadores. Mas para o estudo de muitos tipos de células não pode haver alternativa ao uso de células ES; para estes tipos de células a derivação de linhas celulares primárias a partir de tecidos humanos ainda não é possível.
Se a diferenciação de ES células especializadas tipos de células podem ser entendidos e controlados, o uso de energia nuclear do transplante para obter geneticamente definidas humanos ES de linhas de células permitiria a geração de organismos geneticamente diversas linhas de células que não são facilmente obtidas a partir de embriões que foram congelados ou que estão em excesso de necessidade clínica em clínicas de FERTILIZAÇÃO in vitro. Estes últimos não refletem a diversidade da população em geral e são inclinados para genomas de casais em que a fêmea é mais velha do que o período de fertilidade máxima ou um parceiro é infértil. Além disso, pode ser importante produzir células-tronco por transplante nuclear de indivíduos que têm doenças associadas com predileções genéticas hereditárias simples e complexas (múltiplos genes). Por exemplo, algumas pessoas têm mutações que os predispõem a “doença de Lou Gehrig” (esclerose lateral amiotrófica, ou ALS); no entanto, apenas alguns destes indivíduos ficam doentes, presumivelmente por causa da influência de genes adicionais. Muitas predileções genéticas comuns a doenças têm etiologias igualmente complexas; é provável que estas doenças se tornem mais evidentes à medida que a informação gerada pelo Projecto do Genoma Humano é aplicada. Seria possível, através da utilização de células ES preparadas com transplante nuclear de pacientes e pessoas saudáveis, comparar o desenvolvimento dessas células e estudar os processos fundamentais que modulam as predileções a doenças.
nem o trabalho com células ES, nem o trabalho que leva à formação de células e tecidos para transplantação, envolve a colocação de blastocistos em um útero. Assim, não há desenvolvimento embrionário além do estágio de 64 a 200 células, e não há desenvolvimento fetal.