O Instituto Pátrio de Distúrbios Neurológicos e Derrame concedeu uma doação de cinco anos de US$ 2,9 milhões para um projeto de pesquisa que visa desenvolver uma novidade tecnologia que possa melhorar as terapias com células-tronco para esclerose múltipla (EM) e outros distúrbios neurológicos.
“O trabalho que pretendemos realizar tem implicações significativas para a medicina regenerativa, uma vez que tem o potencial de desenvolver novas estratégias para melhorar a entrega de células estaminais para o tratamento de doenças neurológicas devastadoras que permanecem intratáveis aos tratamentos atuais”, Stelios Andreadis, PhD, diretor do Núcleo de Engenharia de Células, Genes e Tecidos da Universidade de Buffalo e um dos líderes do projeto, disse em um enviado de prensa da universidade.
Fraser Sim, PhD, professor da Escola de Medicina e Ciências Biomédicas Jacobs da universidade e diretor do programa de neurociências, co-liderará o projeto. “Levante projeto é um exemplo maravilhoso de ciência colaborativa”, disse Sim. “Nenhum de nós poderia fazer levante trabalho sozinho.”
Na EM, a inflamação no cérebro e na medula espinhal justificação danos à mielina, uma substância gordurosa que envolve as fibras nervosas e as ajuda a enviar sinais elétricos. Os danos na mielina perturbam a sinalização neurológica, o que acaba por dar origem aos sintomas da esclerose múltipla.
As terapias com células-tronco para EM e outras doenças neurológicas estão ganhando cada vez mais interesse por secção dos pesquisadores. As células-tronco são uma classe peculiar de células capazes de se transformar em outros tipos de células.
Projetando hidrogéis para proteger as células durante a injeção
O objetivo fundamental da terapia com células-tronco na EM é introduzir células-tronco que possam produzir novas células do sistema nervoso, uma vez que neurônios (células nervosas) e células produtoras de mielina, uma vez que oligodendrócitos e células de Schwann.
Para serem usadas uma vez que terapia, as células-tronco precisam ser injetadas no cérebro do paciente. Em experimentos, isso geralmente é feito simplesmente suspendendo as células em solução salina e injetando-as através de uma seringa.
Mas dados emergentes sugerem que o stress físico de ser suspenso num líquido e depois espremido através da agulha tende a danificar as células e, uma vez que resultado, a grande maioria das células estaminais acaba por morrer logo depois serem injetadas.
A maioria dos pesquisadores “acabou de admitir o traje de que muitas células morrerão quando você as transplantar”, disse Sim. O novo projeto pretende mudar isso.
Os pesquisadores estão trabalhando para desenvolver hidrogéis de redução de cisalhamento (STHs) para facilitar nas injeções de células-tronco. Os STHs normalmente têm uma consistência gelatinosa, mas tornam-se mais fluidos quando a pressão é aplicada – por exemplo, quando espremidos através de uma seringa. A teoria universal é que os STHs podem ajudar a amortecer e proteger as células-tronco durante a injeção.
“Eles mudam sua viscosidade em resposta à tensão de cisalhamento e podem voltar à forma de gel quando a força é removida, depois a injeção”, disse Andreadis. “A rápida transição do comportamento sólido para o fluido, com aumento da taxa de cisalhamento, é necessário para uma injeção bem-sucedida e proteção celular.” Os STHs “emergiram uma vez que candidatos promissores para a injeção de células de Schwann e oligodendrócitos”, disse ele.
Experimentos com ratos mostraram melhor sobrevivência celular com STHs
Além de amortecer as células, os STHs também podem ser adaptados para ajudar a promover a sobrevivência das células uma vez dentro do cérebro.
“Com o hidrogel podemos introduzir diversos fatores que permitirão às células superar o [suppressive] envolvente que está presente nas lesões de esclerose múltipla”, disse Sim. “Acreditamos que isso melhorará o resultado da terapia celular em relação à abordagem básica, usando células em solução salina.”
Os investigadores já conduziram experiências de prova de princípio de STHs em ratos geneticamente modificados para serem incapazes de produzir mielina, imitando uma doença neurodegenerativa progressiva rara chamada doença de Pelizaeus-Merzbacher.
O transplante de células humanas com STHs nos cérebros dos animais “melhorou significativamente a sobrevivência das células transplantadas e melhorou a reparação dos nervos no cérebro 12 semanas depois a implantação”, disse Andreadis.
Esses resultados serão publicados na íntegra em breve, disse a universidade.
No projeto recém-financiado, os pesquisadores testarão STHs em animais maiores, com o objetivo de mandar o número de células necessárias para um cérebro com tamanho mais próximo do cérebro humano e julgar se as células estão indo para as partes pretendidas do cérebro.
“Esta é uma grande oportunidade de unir a ciência e a engenharia dos biomateriais com a neurociência para desenvolver uma estratégia terapia que possa, esperançosamente, ser levada à clínica para tratar doenças e condições devastadoras uma vez que a esclerose múltipla”, disse Andreadis. “Embora atualmente não haja trato, gostaríamos de desenvolver uma terapia bem-sucedida que possa limitar o desenvolvimento da doença e melhorar a qualidade de vida dos pacientes com esclerose múltipla e outras pessoas que sofrem de distúrbios neurológicos”.