Nova Abordagem das Células-Tronco Leva às Células Nervosas no Estudo de Parkinson
O seu estudo, “Extracellular Nanomatrix-Induced Self-Organization of Neural Stem Cells into Miniature Substantia Nigra-Like Structures with Therapeutic Effects on Parkinsonian Rats”, foi publicado na revista Advanced Science.
Parkinson é caracterizada pela perda gradual de células nervosas produtoras de dopamina na substantia nigra, uma região do cérebro responsável pelo controle do movimento.
A terapia com células estaminais – que envolve o crescimento e diferenciação das células estaminais em tipos específicos de células – está entre os tratamentos mais promissores que procuram curar a doença de Parkinson, devido ao seu potencial para substituir as células nervosas dopaminérgicas perdidas no curso da doença.
No entanto, o seu potencial tem sido prejudicado por uma série de desafios técnicos, incluindo o tipo e o grande número de materiais (por exemplo factores de crescimento) necessários, o longo período de tempo necessário e uma baixa eficiência.
O uso de factores de crescimento para promover a diferenciação das células estaminais é particularmente preocupante, uma vez que estes factores também podem estimular o crescimento de células cancerígenas após um transplante.
“Actualmente, falta um método eficaz para induzir a diferenciação rápida e específica dos GFs tradicionais sem a aplicação dos mesmos. Tal método é urgentemente necessário para permitir o desenvolvimento de terapias que possam curar a DP”, escreveram os pesquisadores.
Uma equipe da Universidade Batista de Hong Kong (HKBU) criou um material de matriz especial que pode estimular o crescimento e diferenciação de progenitores de células nervosas em estruturas semelhantes a nigra em miniatura, ou mini-SNLSs. Estes mini-SNLS contêm as células nervosas produtoras de dopamina que são perdidas para Parkinson.
A sua nova nanomatriz não requer que as células estaminais sejam estimuladas com factores de crescimento para as fazer diferenciar-se em células nervosas produtoras de dopamina.
Em vez disso, a nanomatriz utiliza triliões de estruturas “nanoziguezague” de sílica biocompatível na sua superfície para estimular as células estaminais e promover a sua diferenciação.
“Quando as células estaminais neurais entram em contacto físico com a nossa matriz de nanoziguezague feita à medida in vitro, a ‘massagem física’ pode induzir as células a diferenciarem-se rapidamente nos neurónios dopaminérgicos desejados”, disse Jeffery Huang Zhifeng, professor associado do Departamento de Física da HKBU, e co-autor do estudo, num comunicado de imprensa.
“Uma estrutura auto-organizada do tipo mini-cérebro pode ser desenvolvida em apenas duas semanas com risco de carcinogênese substancialmente reduzido”, acrescentou Zhifeng.
Após gerar mini-SNLSs usando a nova nanomatriz, os investigadores testaram como sua funcionalidade e potencial terapêutico em um modelo de Parkinson em ratos.
Transformaram os mini-SNLS que criaram no cérebro de animais cujas deficiências motoras graves imitavam as de Parkinson.
Oito semanas depois, todos os animais transplantados começaram a mostrar melhorias progressivas nas suas capacidades motoras. Após 18 semanas, pesquisadores descobriram que células nervosas recém diferenciadas, produtoras de dopamina, começaram a se espalhar pelo local do transplante, substituindo aquelas células que os animais haviam perdido ao longo do curso da doença.
O estudo observou que a primeira evidência de melhora foi observada às 16 semanas após o transplante em modelos animais de Parkinson, enquanto que “a melhora dos sintomas motores foi iniciada muito antes após o transplante dos neurônios das mini-SNLSs”
Nenhuma evidência de câncer ou formação de tumor foi encontrada em nenhum dos animais após o transplante. Ratos neste modelo não submetidos a transplante, e usados como controles, nunca mostraram sinais de melhora motora.
“Os resultados mostraram que estas estruturas do tipo mini-cérebro demonstraram excelente sobrevivência e funcionalidade no cérebro de ratos e resultaram na melhora precoce e progressiva da doença de Parkinson em ratos in vivo. Esta nanomatriz pode ser usada para diferenciar células-tronco em outros tipos de células, alterando a rigidez, densidade e estrutura dos nanozigzags em sua superfície, acrescentou a equipe. E pode ajudar no desenvolvimento de tratamentos para outras doenças incuráveis, como a doença de Alzheimer e alguns tipos de câncer.
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