Cientistas desenvolvem revolucionário tecido corneano humano!

As doenças da córnea geralmente requerem um transplante usando tecido da córnea de um doador. Agora, pesquisadores da Universidade de Osaka desenvolveram um novo método que poderia ser usado para gerar tecido corneano humano em laboratório com mais facilidade.

Novo tecido corneano humano

Neste novo estudo, eles mostram como a cultura de células oculares derivadas de células-tronco pluripotentes induzidas por humanos (hiPSCs) em proteínas específicas ajudou a purificar as células epiteliais da córnea (iCECs), que eles usaram para fabricar folhas de iCEC que poderiam ser usadas para terapia corneana.

Os hiPSCs têm o potencial de produzir qualquer célula do corpo em qualquer número. No entanto, o desenvolvimento de tecidos usando hiPSCs ainda imita o desenvolvimento embrionário, o que significa que quando os hiPSCs são direcionados a se desenvolverem em tecidos que consistem em diferentes tipos de células, o resultado é uma mistura dessas células. Infelizmente, isso significa que partes específicas de órgãos, como a córnea do olho, são inerentemente difíceis de produzir a partir dos hiPSCs, porque o olho consiste em córnea, neuronal, retiniana e várias outras células. Até hoje, apesar do progresso na medicina regenerativa usando hiPSCs, faltam métodos robustos que permitem a produção e a purificação de córneas a partir de hiPSCs.

“A córnea é uma parte extremamente importante do olho que nos ajuda a enxergar com clareza. Infelizmente, os danos à córnea, como lesões ou inflamações, são muito difíceis de tratar. O objetivo do nosso estudo foi desenvolver um novo método para gerar folhas de córnea para fins terapêuticos, sem equipamentos caros, como uma máquina classificadora de células”, diz o autor do estudo Dr Ryuhei Hayashi.

O estudo

Para atingir seu objetivo, os pesquisadores geraram células oculares dos hiPSCs e as cultivaram em cinco tipos diferentes de proteína laminina, que ocorrem naturalmente no corpo humano, incluindo o olho. Eles descobriram que os iCECs tinham uma forte propensão a aderir a três dos cinco, enquanto os não-CECs preferiam se ligar a um tipo específico de laminina, chamado LN211.

Os pesquisadores descobriram que a diferença entre as várias células oculares se origina de diferenças na produção de integrinas, uma família de proteínas na superfície das células que as liga a proteínas externas às células, como as lamininas. Uma das proteínas da laminina, chamada LN332, promoveu a proliferação além da ligação específica dos iCECs, permitindo que os iCECs superassem os não-CECs e, assim, aumentassem sua pureza.

“Embora o LN332 pareça ser o substrato ideal para o crescimento do iCEC, não foi suficiente para alcançar a alta pureza necessária para a produção de folhas de células para terapia corneana”, diz o principal autor do estudo Shun Shibata.

Os pesquisadores voltaram-se para a classificação de células ativadas magneticamente (MACS), que permite a separação de populações de células usando um campo magnético após o revestimento de proteínas de superfície específicas das células com anticorpos que transportam nanopartículas magnéticas. Removendo primeiro as células que produzem a proteína CD200 e depois selecionando as células que produzem o marcador de superfície celular SSEA-4 entre a população de CD200, os pesquisadores conseguiram separar a maioria dos iCECs dos não-CECs.

Cientistas desenvolvem revolucionário tecido corneano humanoPara alcançar alta pureza nos iCECs, os pesquisadores cultivaram essas células nos substratos LN221 e LN332, para remover ainda mais os não-CECs e permitir a adesão e o crescimento apenas dos iCECs, respectivamente. O resultado foi um tecido corneano humano altamente purificado.

“Essas descobertas mostram como nosso novo método, combinado com a tecnologia MACS, pode ser usado para produzir tecidos da córnea a partir de células-tronco humanas. Nossa visão é facilitar a medicina regenerativa no cenário clínico”, concluiu o Dr Hayashi.

 

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O estudo foi publicado na conceituada revita científica Stem Cell Reports.

* “Cell-Type-Specific Adhesiveness and Proliferation Propensity on Laminin Isoforms Enable Purification of iPSC-Derived Corneal Epithelium” – 2020.

Autores do estudo:10.1016/j.stemcr.2020.02.008

Versão em PDF: 10.1016/j.stemcr.2020.02.008 – Epub 2020

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