Desafios do Desenvolvimento Celular no Tratamento de Doenças Oculares

O Epitélio Pigmentar da Retina (EPR) é uma camada de células encontrada no olho, localizada entre a retina e uma rede de vasos sanguíneos. Essas células têm um papel crucial em dar suporte à retina, que é essencial para uma visão clara. Problemas com o EPR podem levar a doenças oculares sérias, incluindo a doença de Stargardt e a degeneração macular relacionada à idade. Ambas as condições podem resultar em perda significativa da visão e até cegueira.

#O Papel das Células-Tronco Pluripotentes Humanas (hPSCs)

As células-tronco pluripotentes humanas (hPSCs) têm a incrível capacidade de se desenvolver em vários tipos de células diferentes no corpo. Os cientistas estão interessados em usar essas células para tratamentos relacionados a doenças oculares, esperando que elas possam ajudar a substituir ou consertar células do EPR danificadas. No entanto, as hPSCs podem às vezes desenvolver alterações genéticas que podem não torná-las adequadas para tratamento. Essas mudanças podem incluir pedaços extras ou faltantes de cromossomos, o que pode alterar como essas células se comportam e se desenvolvem.

#Anormalidades Genéticas em hPSCs

Pesquisas mostram que hPSCs podem frequentemente ter cópias extras de certos cromossomos ou perder partes de outros. Por exemplo, faltar parte do Cromossomo 18 (18q) pode afetar como essas células avançam para se tornarem células mais especializadas, como as células do EPR. Os cientistas têm estudado como essas mudanças genéticas impactam a capacidade das hPSCs de se transformar em células do EPR, pois entender isso pode ajudar a melhorar os tratamentos para doenças oculares.

#O Impacto de Perder Parte do Cromossomo 18

Em estudos anteriores, os cientistas descobriram que perder parte do cromossomo 18 prejudica a capacidade das células-tronco embrionárias de se transformarem em células neuroectodérmicas, que são importantes para o desenvolvimento ocular. Este estudo busca ver como perder parte do 18 afeta a jornada para se tornar células do EPR. Os pesquisadores examinaram de perto como essas células se desenvolvem e quais mudanças ocorrem durante o processo.

Para investigar isso, duas linhagens de células-tronco com a deleção do cromossomo 18 foram comparadas a linhagens saudáveis. Ao examinar as mudanças nas células, os pesquisadores esperavam descobrir por que as células com a deleção tinham dificuldade em se desenvolver em células do EPR.

#Métodos Usados no Estudo

Os pesquisadores usaram várias técnicas para entender as diferenças entre as células. Eles mantiveram as hPSCs em condições específicas para estimular o crescimento. Assim que as células atingiram um certo nível de maturidade, foram estimuladas a se desenvolver em células do EPR usando um método modificado.

A expressão gênica foi medida para ver como os diferentes tipos de células se desenvolveram. Ao examinar células individuais por meio de um processo chamado sequenciamento de RNA de célula única, os pesquisadores puderam identificar quantas das células se tornaram EPR em comparação com outros tipos de células.

#Descobertas sobre o Desenvolvimento do EPR

Após três meses tentando se desenvolver em células do EPR, os pesquisadores notaram uma diferença significativa entre os dois grupos de células-tronco. As linhagens saudáveis desenvolveram muitas células pigmentadas, o que é um sinal de um desenvolvimento bem-sucedido do EPR. Em contraste, as linhagens com a deleção do cromossomo 18 produziram apenas algumas células pigmentadas. A análise de genes específicos relacionados ao EPR mostrou níveis muito mais baixos nas células deletadas, indicando uma real dificuldade na diferenciação.

Os pesquisadores também observaram a maturidade das células do EPR. Descobriu-se que as células das linhagens com deleção tinham um número maior de células precursoras, indicando que não haviam se amadurecido totalmente em células funcionais do EPR.

Acompanhando as mudanças ao longo do tempo, o estudo descobriu que as células com a deleção tiveram um início lento em desligar os genes de pluripotência, que são necessários para que as células-tronco se transformem em tipos de células específicos. Esse atraso resultou em menos células se tornando EPR.

#Insights da Análise de Célula Única

O estudo usou sequenciamento de RNA de célula única para dividir os tipos de células presentes nas culturas. Eles identificaram diferentes populações de células, incluindo EPR, células progenitoras da retina e outras. Curiosamente, as linhagens deletadas mostraram menos células EPR do que as linhagens saudáveis.

Além disso, os pesquisadores encontraram uma porcentagem maior de células em divisão ativa nas linhagens deletadas, além de algumas células que não haviam perdido totalmente seu estado de célula-tronco. Isso sugere que as células estavam presas em uma fase menos madura, o que representa riscos se essas células forem usadas em tratamentos algum dia.

#Investigando os Mecanismos Moleculares

Para entender a menor capacidade das células das linhagens deletadas de diferenciar em EPR, os pesquisadores analisaram os genes envolvidos em importantes vias de sinalização. As principais vias estudadas foram TGFβ e Wnt, conhecidas por influenciar o crescimento e o desenvolvimento celular.

As descobertas indicaram que as células do EPR das linhagens deletadas estavam menos ativadas para essas vias em comparação com as linhagens saudáveis. Essa falta de ativação pode explicar por que as células deletadas não conseguiram amadurecer efetivamente em EPR.

#Modulação das Vias de Sinalização

Na tentativa de melhorar o desenvolvimento das células do EPR das linhagens deletadas, os pesquisadores testaram diferentes tratamentos. Eles usaram inibidores para bloquear vias específicas de sinalização.

Os resultados mostraram que alterar essas vias poderia ajudar as linhagens deletadas a produzir mais células neuroectodérmicas anteriores, que são necessárias para o desenvolvimento do EPR. No entanto, mesmo após esses tratamentos, o EPR produzido ainda lutava com a maturidade e a pigmentação em comparação com as células saudáveis.

#Conclusão e Direções Futuras

O estudo revela que uma deleção no cromossomo 18 pode interromper a jornada normal das hPSCs para se tornarem células do EPR. Essa interrupção é principalmente devido a mudanças nas vias de sinalização que são cruciais para o crescimento e desenvolvimento celular. Esses insights podem ajudar a orientar futuras pesquisas sobre como consertar ou evitar complicações causadas por anormalidades genéticas em células-tronco.

Pesquisas contínuas serão fundamentais para encontrar as melhores maneiras de usar hPSCs em tratamentos para doenças oculares, garantindo que as células desenvolvidas sejam seguras e eficazes. Entender os efeitos das mudanças genéticas permitirá melhores avaliações e preparações antes que essas células sejam usadas em terapias clínicas.