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CRISPR/Cas: A revolução do século está prestes a enfrentar seu maior desafio

O ano de 2012 foi o responsável por gerar, principalmente nos indivíduos que sofriam com doenças genéticas, uma grande esperança. As cientistas Emmanuelle Charpentier (https://pt.wikipedia.org/wiki/Emmanuelle_Charpentier) e Jennifer Doudna (https://pt.wikipedia.org/wiki/Jennifer_Doudna) propuseram uma técnica capaz de permitir aos humanos a capacidade de editar o DNA e corrigir erros no genoma humano, responsáveis por causarem doenças.

A técnica proposta é conhecida como CRISPR/Cas9 e é inspirada num mecanismo de defesa bacteriano (https://cientistasfeministas.wordpress.com/2017/05/11/entenda-a-nova-arma-da-engenharia-genetica-crisprcas9-e-a-polemica-envolvida/).

Essa técnica, assim como outras duas famosas estratégias com o mesmo fim, é capaz de produzir quebra nas duas fitas do DNA no local para o qual foram destinadas pelo cientista.

No sistema CRISPR/Cas a enzima Cas provoca a quebra no DNA no local em que foi posicionada por uma molécula de RNA, o RNA guia (gRNA). Ele é desenhado pelo manipulador para direcionar a enzima para o local desejado no genoma para que a edição aconteça (Figura 1).

Para corrigir a região com um erro que cause doença, o corte deve ser dirigido pelo gRNA para o local do erro, e o manipulador deve também fornecer trecho de DNA com sequência correta para substituição do trecho errado. Se o desejo for apenas de que a região seja modificada por remoção de alguns pares de bases para impedir a função de algum gene (silenciá-lo), não é necessário fornecer o trecho de DNA citado; apenas a enzima e o RNA são requeridos neste caso.

Figura 1

Figura 1: Representação esquemática da ação da ferramenta de edição sítio-dirigida de genes conhecida como CRISPR/Cas para inserir sequência correta corrigindo erro no DNA. O gRNA encontra-se em amarelo e nuclease Cas (enzima) em vermelho. Modificado de https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0734975017300617?via%3Dihub.

Durante os anos de 2017 e 2018 este blog trouxe até vocês textos abordando diversos progressos científicos alcançados por meio desta tecnologia de edição (https://cientistasfeministas.wordpress.com/2017/10/30/trigo-sem-gluten-e-possivel-estamos-chegando-la/ ; https://cientistasfeministas.wordpress.com/2017/08/16/o-primeiro-embriao-humano-corrigido/ ; https://cientistasfeministas.wordpress.com/2017/06/14/celulas-tronco-geneticamente-modificadas-um-novo-tratamento-para-doencas-inflamatorias/ ) e de tecnologias de mesma finalidade (https://cientistasfeministas.wordpress.com/2018/07/04/a-era-da-edicao-de-genes-humanos-para-curar-doencas-comecou/ ).

No entanto, o grande desafio para provar que a metodologia é segura e pode realmente revolucionar a medicina está se iniciando. Doze pacientes que sofrem com anemia falciforme ou beta-talassemia participarão, até 2022, de um estudo clínico na Europa que utilizará CRISPR/Cas visando a correção do DNA dos pacientes (https://www.clinicaltrialsregister.eu/ctr-search/trial/2017-003351-38/DE).

Na Alemanha também serão realizados ensaios semelhantes por empresas com sede nos Estados Unidos: em Boston (Vertex Pharmaceuticals) e em Massachusetts (CRISPR Therapeutics).

Talassemia e anemia falciforme

Ambas as doenças estão relacionadas com produção anormal de hemoglobina: a principal proteína que existe dentro das células vermelhas do sangue e que é responsável pelo transporte de oxigênio em nosso organismo. Essa proteína no humano adulto deve possuir 4 unidades formadoras (subunidades): duas alfa e duas beta (Figura 2), uma configuração diferente da hemoglobina existente no feto (que contém duas cadeias alfa e duas gama).

Figura 2

Figura 2: Estrutura tridimensional da proteína hemoglobina humana do adulto. Fonte: PDB – 1GZX.

Nas talassemias, diferentes mutações no DNA podem levar à produção de formas erradas da subunidade alfa (alfa-talassemia) ou da subunidade beta (beta-talassemia) em diferentes proporções, acarretando diferentes graus de comprometimento da saúde do paciente (http://bvsms.saude.gov.br/bvs/folder/talassemias_folder.pdf).

Em casos mais graves o paciente pode inclusive necessitar receber transfusões de sangue para manter-se vivo.

Na anemia falciforme, (http://www.abhh.org.br/imprensa/7-verdades-sobre-anemia-falciforme/) a mutação no DNA acarreta produção de subunidade beta com defeito, que leva as células vermelhas (hemácias) a adotarem o formato de foice (Figura 3), comprometendo o transporte de oxigênio. O paciente pode sofrer com obstruções de vasos de pequeno calibre por estas células e a anemia decorrente da destruição destas células de formato atípico também pode torná-los mais propensos a infecções.

Figura 3

Figura 3: Hemácia normal e hemácia com forma de foice da anemia falciforme. Fonte: http://sites.uem.br/drgenetica/hematologia-clinica/hemoglobinopatias/anemia-falciforme

 

Terapias utilizando CRISPR/Cas

Estas terapias dos ensaios clínicos consistem em remover células-alvo dos pacientes, editar o DNA destas em laboratório e devolvê-las aos pacientes de doenças causadas por erros no genoma. Desta forma espera-se melhora no quadro do paciente, e em alguns casos, futuramente, sua cura.

O estudo das empresas americanas consiste em obter de 12 pacientes entre 18 e 35 anos que sofram de beta-talassemia e sejam dependentes de transfusão, células-tronco responsáveis pela geração de células do sangue, conhecidas como HSPCs. Em laboratório visa-se utilizar o sistema CRISPR/Cas para editar região regulatória do gene BCL11A e posteriormente devolver ao paciente, via um cateter venoso central, as células modificadas (https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT03655678 ).

BCL11A está relacionado a impedir a produção de hemoglobina fetal a partir de cerca de 3 meses de idade para a produção de hemoglobinas ser apenas da versão adulta. Se este gene for silenciado, no entanto, espera-se que a produção de hemoglobina fetal possa ocorrer nos pacientes, reduzindo-se os sintomas da beta-talasssemia: visto que os pacientes poderão produzir hemoglobina fetal (que não tem cadeias beta – sítio da mutação que assola os pacientes) para realizar o transporte de oxigênio em seus organismos.

Toda a comunidade científica aguarda ansiosa pelos resultados que poderão tornar a grande promessa de cura de doenças genética através da técnica CRISPR/Cas uma realidade, postergar um pouco mais esta almejada realidade para que ajustes na técnica sejam feitos, ou invalidar este sonho.

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Trigo sem glúten é possível? Estamos chegando lá

Provavelmente você já ouviu falar de glúten, doença celíaca, alergia ao glúten, intolerância ao glúten, etc. Mas você sabe o que são essas coisas todas e por que elas são importantes para muitas pessoas? Então acompanha o texto para saber mais.

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Figura 1: Planta de trigo, sementes e farinha. Crédito da imagem: Destaque rural.

O trigo é uma gramínea da mesma família do centeio e da cevada. Além da classificação, eles também compartilham um grupo de proteínas chamada glúten. O glúten é composto por gliadinas e gluteninas, que são proteínas que se diferenciam pela sua solubilidade em álcool (gliadinas são solúveis e gluteninas são insolúveis). Essas duas proteínas, em conjunto com albuminas, globulinas e o amido, são responsáveis pela elasticidade que a farinha de trigo confere a pães, bolos, tortas e massas. Para a maioria da população, essas proteínas não causam nenhum dano, mas para um determinado grupo de pessoas elas podem ser muito problemáticas. Esse grupo de pessoas são aquelas que tem uma condição chamada doença celíaca. Essa doença é caracterizada pela intolerância ao glúten, causada por uma reação imunológica à proteína gliadina, e que leva a uma reação inflamatória no intestino delgado. Essa reação em longo prazo causa atrofia das vilosidades do intestino delgado,  resultando em má absorção de nutrientes. Geralmente a doença começa a mostrar sintomas ainda na infância, mas existem pessoas que não demonstram ou apresentam sintomas não clássicos e só descobrem que tem a doença mais tarde. Entre os sintomas mais recorrentes estão diarreia crônica, vômitos, irritabilidade, anorexia, déficit de crescimento e anemia. Hoje em dia existem métodos diagnósticos sorológicos, mas os médicos ainda indicam a biópsia do intestino para a confirmação da doença. O tratamento consiste em retirar completamente o glúten da dieta. Atualmente, a literatura médica já reconhece que a doença celíaca pode apresentar diversos sintomas além dos clássicos citados acima. O que ainda se discute é se as pessoas que apresentam os sintomas não clássicos devem ser classificadas como celíacas ou somente sensíveis ao glúten. De qualquer maneira, o tratamento para essas pessoas continua sendo a retirada do glúten da dieta. A Bruna já publicou um texto ótimo sobre dietas sem glúten aqui no blog. Dá uma olhada aqui  para saber mais.

É importante chamar a atenção de que a doença celíaca ou a sensibilidade ao glúten não pode ser confundida com alergia. A alergia ao glúten nada mais é do que alergia ao trigo. É uma alergia alimentar caracterizada por uma reação exacerbada do organismo a qualquer proteína presente no trigo, glúten ou não, levando à produção de anticorpos que desencadeiam respostas imunológicas. A alergia não causa inflamação no intestino delgado ou outros sintomas de doença celíaca. Além disso, caso a alergia não seja específica ao glúten, mas a outras proteínas do trigo, o paciente pode ingerir glúten de outras fontes, como cevada ou centeio.

Como eu disse anteriormente, o tratamento para pessoas celíacas ou sensíveis ao glúten é a retirada deste composto da dieta. Pode parecer fácil, mas não é. Para mostrar como é difícil, eu quero propor um exercício: eu convido você a analisar tudo que você comeu hoje e separar entre coisas com e sem glúten. A maioria das pessoas deve ter comido algum tipo de pão, alguma massa, bolo, um empanado, ou mesmo bebido uma cervejinha. Se você come fora, deve estar imaginando o quão difícil é comer algo que não esteja nessa lista. E é mesmo. Pensando nisso, cientistas começaram a trabalhar em maneiras de produzir uma variedade de trigo que não expressasse as proteínas do glúten. E é sobre um desses trabalhos que eu falo hoje.

Um grupo de cientistas de universidades da Espanha e dos Estados Unidos tiveram sucesso em produzir uma variedade de trigo com baixo teor de glúten. Em primeiro lugar, você deve estar se perguntando: Por que temos que falar sobre um estudo que produziu trigo com baixa quantidade de glúten, e não um trigo com nenhum glúten? Porque a alfa-gliadina (AG), que é a proteína que causa a maior parte das reações nas pessoas celíacas, é expressa por aproximadamente 100 genes espalhados por três cromossomos do trigo. Por causa dessa grande quantidade de genes expressando uma proteína em diferentes cromossomos, técnicas tradicionais de mutagênese  e cruzamentos de plantas não tiveram resultados em diminuir a quantidade de glúten das plantas. Para tentar solucionar o problema, os pesquisadores utilizaram uma variação da técnica de manipulação genética CRISPR/Cas9. A Franciele fez um texto aqui no blog sobre essa técnica. Se você ainda não leu, dá uma olhada aqui. Com essa técnica, eles foram capazes de diminuir a expressão de AG e, com isso, o trigo resultante foi menos imunorreativo para pessoas celíacas, mesmo não sendo totalmente sem glúten.

Para conseguir alcançar o objetivo de produzir uma variedade de trigo com menor teor de glúten, os pesquisadores construíram duas moléculas de RNA guia  (sgRNA 1 e 2) que tinham como alvo regiões adjacentes à sequência codificadora do epítopo imunodominante  da AG (Ufa!). A função dos sgRNA era se ligar à sequência alvo, fazendo com que os genes adjacentes não pudessem ser expressos. Eles fizeram testes em duas espécies de trigo: o trigo comum (Triticum aestivum) e o trigo duro (Triticum durum). Através das imagens geradas com gel de poliacrilamida (Figura 2) foi possível verificar que a expressão de AG diminuiu em plantas tratadas com os sgRNA, ou seja, eles foram capazes de se ligar à sequência alvo e impedir a expressão dos genes. Além de géis, também foram realizados sequenciamento e espectrometria de massa para avaliar se houve ou não redução de AG nas plantas modificadas geneticamente. Ambos os testes confirmaram os resultados dos géis, mostrando que houve redução da expressão de AG nas plantas testadas. Finalmente, para avaliar se o trigo com menor expressão de AG causaria menos respostas imunológicas em pessoas intolerantes ao glúten, foram realizados testes ELISA com dois anticorpos que tem como alvo diferentes epítopos. Os resultados dos testes com ambos os anticorpos mostraram significante redução da reatividade ao glúten (até 85% menos reativo) das plantas modificadas com o sgRNA 2 quando comparados com as plantas selvagens ou modificadas com o sgRNA1. Além disso, os cientistas conseguiram demonstrar que as modificações que impediram boa parte da expressão de AG nas plantas testadas foram herdadas na geração seguinte e não causaram mutações inespecíficas. Isso faz com que, a partir de agora, seja possível utilizar essas plantas com menor teor de AG em programas de cruzamentos para gerar uma cultivar com menos glúten capaz de ser produzida em grande escala.

 

 

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Figura 2: Géis de poliacrilamida mostrando as diferenças na expressão de alfa-gliadina entre as plantas não modificadas (BW208, THA53, DP) e as originarias das plantas modificadas por CRISPR/CAS9 (todas as outras colunas). É possível visualizar bandas de proteínas referentes a três tipos de gliadinas: ômega, gama e alfa-gliadinas. Nas plantas modificadas é bem menor a expressão de alfa-gliadina.

Pode ser que um trigo com menor teor de glúten não seja a solução dos problemas de todas as pessoas que sofrem com a intolerância, mas é um passo bem promissor! Enquanto variedades de trigo com teor reduzido de glúten não chegam às prateleiras, existem diversas maneiras de substituir a farinha de trigo. Além de farinhas sem glúten, como farinha de arroz, de grão de bico ou de trigo sarraceno alguns tipos de trigo (trigo espelta e trigo kamut) são bem tolerados pelas pessoas com pouca sensibilidade ao glúten. Além disso, há indícios de que o herbicida glifosato possa ser o responsável pela grande alta nos índices de doença celíaca atualmente, já que ele também pode causar uma série de sintomas encontrados em pessoas celíacas como problemas digestivos e deficiências de alguns aminoácidos como triptofano, tirosina e metionina. Além disso, os casos de doença celíaca aumentaram na mesma proporção do aumento do uso do herbicida glifosato nas culturas de trigo. Se esse for o caso, consumir farinha de trigo e produtos com glúten orgânicos melhorariam os sintomas. De qualquer maneira, não esqueça: converse com seu médico ou nutricionista antes de promover uma mudança na dieta.

Referências:

Artigo disponível para download: Susana Sánches-Léon, Javier Gil-Humanes, Carmen V. Ozuna, María J. Giménez, Carolina Souza, Daniel F. Voytas, Francisco Barro. Low-gluten, non-transgenic wheat engineered with CRISPR/Cas9 (2017). Plant Biotechnology Journal. DOI: 10.1111/pbi.12837.

Herbert Wieser. Chemistry of gluten proteins (2007). Food Microbiology, 24 (2): 115 – 119.

Gluten: What Is Gluten? Facts, Foods and Allergies. Medical News Today.

Qual é a diferença entre doença celíaca, intolerância ao glúten e alergia ao trigo?

Genetically modified wheat used to make coeliac-friendly bread. New Scientist.

Anthony Sansel and Stephanie Seneff. Glyphosate, pathways to modern diseases II:
Celiac sprue and gluten intolerance (2013). Interdisciplinary Toxicology, 6 (4): 159:184.

 

 

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O primeiro embrião humano “corrigido’’.

Pela primeira vez cientistas conseguiram remover um pedaço do DNA responsável por uma doença genética que pode ser fatal ao coração humano.

O pesquisador Shoukhrat Mitalipov, da Universidade de Saúde e Ciências do Oregon (EUA), liderou um time que contou com a colaboração de outros cientistas do Instituto Salk (CA/EUA) e do Instituto de Ciências Básicas da Coreia do Sul (CN) para que a pesquisa pioneira fosse publicada no periódico da Nature neste mês de agosto.

Nessa pesquisa, os cientistas deletaram um gene chamado de MYBPC3, conhecido marcador genético para hipertrofia cardiomiopática , uma doença que causa aumento da parede do coração, levando à repentina parada dos batimentos cardíacos.

Como se trata de uma doença hereditária dominante significa que se um dos pais for portador do gene causador da patologia, seus descendentes tem 50% de chances de também possuírem a patologia.

Pensando em como evitar que esse gene seja transmitido à prole, os pesquisadores utilizaram a técnica de CRISPR/Casp9 para ‘editar’ os embriões humanos ainda no momento da fecundação, injetando os componentes CRISPR-Cas9 no óvulo ao mesmo tempo em que injetaram o esperma para fertilizá-lo.7b5dfe_30515736ad674cc793a10db6286af4cfmv2

 

Repare no espermatozóide sendo inoculado dentro do óvulo. Isso é feito com auxilio de uma micro-pipeta, que é um tipo de micro agulha que possibilita romper a membrana celular do óvulo para injetar o espermatozóide + componentes CRISPR/Casp9.
https://www.maisfert.com.br/icsi-convencional

A técnica chamada CRISPR (Clustered Regularly Interspeced Short Palindromic Repeats) permite a edição de moléculas de DNA por inserir um novo pedaço de material genético modificado em uma célula. Para isso a enzima Casp9 corta o genoma alvo marcado por uma molécula guia de RNA e insere a nova sequência no material genético.

Saiba mais sobre a técnica: https://www.youtube.com/watch?v=dI4L70J_x8c&t=274s

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http://revistapesquisa.fapesp.br/2016/02/19/uma-ferramenta-para-editar-o-dna/

No estudo foram utilizados 58 embriões fertilizados, sendo o espermatozóide o portador do gene para a doença cardíaca. Destes, conseguiram corrigir a patologia de 42 embriões.

A alta taxa de sucesso representa um grande passo para a edição de genes humanos e isso só foi possível por uma pequena modificação na técnica de CRISPR/Casp9.

Geralmente, os pesquisadores inserem o DNA desejado nas células e esperam que a própria célula faça o trabalho de gerar RNA e as proteínas necessárias para que a nova cópia seja gerada. Porém na pesquisa da edição de embriões, a diferença foi que os cientistas inseriram a própria Casp9 ligada ao seu RNA guia. Deste modo puderam prevenir que mutações não desejadas ocorressem, pois a Casp9 é degradada rapidamente em comparação com sequências prontas de DNA.

Com isso o CRISPR/Casp9 degenerou o gene com defeito vindo do pai e copiou o gene intacto vindo da mãe. Parece que a técnica funciona quando temos ao menos uma cópia saudável do gene por parte de um dos pais.

Após a reparação do DNA, o embrião se desenvolveu por 5 dias antes dos  experimentos serem interrompidos. Segundo os cientistas, não havia intenção de implanta-los no útero e que isso ainda está muito longe de acontecer.

O pesquisador responsável acredita que foi capaz de demonstrar que a edição de embriões para doenças genéticas que tenham alteração em um único gene são possíveis e seguras,  e que podem ser futuramente uma alternativa à cura de doenças hereditárias.

Alguns cientistas e órgãos governamentais dos EUA alertam para o perigo da técnica ser utilizada para a criação de “bebês perfeitos’”.

A academia Nacional de Ciência, Engenharia e Medicina dos Estados Unidos, atualmente, autoriza o uso da edição gênica de embriões humanos para estudos e aceita que a implantação de embriões humanos ocorra somente se o objetivo for tratar uma doença para a qual não haja tratamentos alternativos possíveis.

O debate ético em torno de pesquisas de edição de embriões levanta questões como:

1) Quando devemos utilizar a tecnologia genética para criar embriões mais saudáveis?

2) Até que ponto deveríamos permitir a edição de embriões?

3) Será que no futuro poderemos customizar bebês?

Fontes:

http://www.nature.com/news/crispr-fixes-disease-gene-in-viable-human-embryos-1.22382

Animação sobre a técnica: https://www.youtube.com/watch?v=FNqGjHdV2kE

 

 

 

 

 

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Células-tronco geneticamente modificadas: um novo tratamento para doenças inflamatórias?

Quem nunca sentiu dor, vermelhidão e aumento de temperatura após fazer um piercing, ralar os joelhos, ou até mesmo se cortar com uma folha de papel? Esses e outros danos aos nossos tecidos desencadeiam o que é chamado de inflamação. A inflamação é um processo natural e muitas vezes necessário para reestabelecer o bom funcionamento de órgãos e tecidos. Em alguns casos, ainda não muito bem compreendidos, devido a um mal funcionamento de nosso organismo, ocorre uma resposta inflamatória descontrolada e prolongada, denominada de inflamação crônica (explicação mais completa sobre inflamação nesse link). Esse processo pode ser acompanhado pela destruição dos tecidos e órgãos afetados, causando doenças severas como câncer, artrite e diabetes.

A artrite reumatoide é uma doença inflamatória crônica caracterizada por inflamações nas articulações. Seus sintomas variam de inchaço até extrema dor e perda de movimentos. Dependendo do avanço da doença, até mesmo cirurgias podem ser necessárias para substituição de articulações! Apesar de atingir cerca de 9,7 milhões de pessoas no mundo (dados de 2010), não há, ainda, uma cura para artrite reumatoide; apenas métodos de combate a seus sintomas.

Uma das dificuldades na criação de tratamentos para doenças crônicas está no fato de que nem todos os fatores envolvidos no desenvolvimento dessas doenças são conhecidos. Entretanto, sabe-se que moléculas chamadas citocinas  como IL-1 e TNF-α estão desreguladas nesse processo. Citocinas são moléculas produzidas por células específicas (por exemplo macrófagos e linfócitos) em reposta a organismos invasores como vírus e bactérias. Essas moléculas têm funções diversas incluindo: estimular macrófagos e células NK no combate a infecções; ativar a células produtoras de anticorpos; atrair células inflamatórias para zonas de infecção, entre outros. Em resumo, citocinas são produzidas durante processos infecciosos para auxiliar o organismo a retornar ao seu equilíbrio. A produção de citocinas normalmente dura de poucas horas a alguns dias, enquanto houver um estímulo, porém em doenças inflamatórias crônicas essa produção é desregulada e prolongada, levando a níveis inflamatórios exacerbados.

Tratamentos baseados na inibição de citocinas, visando diminuir processos inflamatórios tem sido utilizado em pacientes com artrite. Porém, apesar de serem efetivos em diminuir a resposta inflamatória, esses tratamentos não são efetivos para todos os pacientes, tem efeitos colaterais muitas vezes não conhecidos e são aplicados de forma sistêmica (através de injeções intravenosas e subcutâneas e não apenas nas articulações). A aplicação sistêmica de inibidores de citocinas inflamatórias tende a interferir com o sistema imune dos pacientes deixando-os susceptíveis a infecções, e até mesmo a outras doenças autoimunes.

Em busca de novos tratamentos para doenças inflamatórias crônicas como a artrite reumatoide, um estudo recente publicado no jornal Stem Cell Reports modificou geneticamente células tronco retiradas de camundongos para que elas produzissem moléculas anti-inflamatórias (Brunger et al. 2017). Mais especificamente, os cientistas envolvidos nessa publicação retiraram células adultas da pele de camundongos e as transformaram em células tronco pluripotentes induzidas – iPSCs (a descoberta de como gerar essas células rendeu um prêmio nobel para John B. Gurdon e Shinya Yamanaka em 2012!!). As iPSCs foram então modificadas geneticamente utilizando-se um sistema  de manipulação altamente eficiente e específico chamado de CRISPR/Cas9  (já descrito aqui na nossa seção de biociências do blog).

Após modificadas, as iPSCs passaram a produzir moléculas anti-inflamatórias em resposta a citocinas inflamatórias (IL-1 e TNF-α), o mesmo efeito esperado dod medicamentos utilizados de forma sistêmica. Essas células-tronco geneticamente modificadas e que respondem aos estímulos externos foram denominadas de células inteligentes ou “SMART” (Sigla em inglês para “células-tronco modificadas para terapias regenerativas autônomas”). Um vídeo explicativo (em inglês) sobre a criação e funcionamento dessas células pode ser encontrado clicando aqui.

Esse tipo de tratamento se mostra bastante inovador, uma vez que as “SMART” têm a capacidade de perceber a quantidade de citocinas inflamatórias no meio extracelular e produzir moléculas anti-inflamatórias em quantidades proporcionais aos níveis de inflamação. O combate à inflamação de uma maneira regulada é extremamente importante, pois a inflamação é um evento essencial para processos biológicos básicos como combate a infecções e reparo tecidual.

Após demonstrarem que as “SMART” possuem ação anti-inflamatória, os autores ainda diferenciaram essas células-tronco em tecido cartilaginoso in vitro. Quando tratada com citocinas inflamatórias, a cartilagem derivada de células normais (não modificadas para produção de anti-inflamatórios) apresentou alto grau de inflamação e degradação. A cartilagem criada a partir das “SMART” (produtoras de moléculas anti-inflamatórias), quando tratada com citocinas inflamatórias apresentou baixos níveis de inflamação e degradação tecidual. Isso sugere que as células-tronco modificadas, poderiam ser diferenciadas em cartilagem e aplicadas em pacientes com artrite, substituindo regiões degradas pela doença e conferindo proteção contra novas degradações causadas pela inflamação crônica.

Apesar de ser um tratamento inovador e promissor, essas injeções estão ainda na fase de testes em camundongos. A aplicação de células-tronco em humanos passa por várias discussões éticas, e necessita de teste pré-clínicos e clínicos para sua utilização como um real medicamento. Também é importante ressaltar que as células-tronco, quando injetadas sistematicamente, podem parar em locais não esperados, como pulmões, fígado e baço além de apresentarem baixa sobrevida in vivo. Ainda não há total compreensão de quais efeitos colaterais podem surgir com o acúmulo de células-tronco nos órgãos citados, porém, alguns experimentos com camundongos sugerem que a presença dessas células nos pulmões pode causar embolia pulmonar, enquanto que células-tronco acumuladas no fígado e baço poderiam contribuir para a diminuição da resposta inflamatória (uma revisão mais completa sobre esses pontos pode ser encontrada em diversos artigos científicos em inglês como em Eggenhofer e colaboradores e Kurtz) Desse modo, é de extrema importância ter um conhecimento mais profundo sobre a sobrevivência, migração e diferenciação das células SMART antes de sua aplicação clínica.

Referência

Brunger JM, Zutshi A, Willard VP, Gersbach CA, Guilak F. 2017. Genome Engineering of Stem Cells for Autonomously Regulated, Closed-Loop Delivery of Biologic Drugs. Stem cell reports 8:1202–1213.