Estudo investiga uso de células-tronco na terapia de lesão na medula espinhal

Ensaios em modelo animal têm apresentado resultados promissores, o que abre perspectiva para futura aplicação da técnica na prática clínica

No Brasil, cerca de 40 mil pessoas perdem a vida todos os anos no trânsito. Entre as sobreviventes, perto de 180 mil são internadas por causa de lesões diversas, muitas delas incapacitantes. Um problema comum causado pelos acidentes nas vias e estradas brasileiras, principalmente entre motociclistas, é a avulsão do plexo braquial, que ocasiona o rompimento das raízes dos nervos dos membros superiores no ponto onde elas se conectam com a medula espinhal. Como consequência, ocorre a paralisia e a perda de sensibilidade do membro superior do lado afetado. Embora ainda não haja tratamento capaz de devolver às vítimas, de forma ampla, as funções perdidas, pesquisadores do Instituto de Biologia (IB) da Unicamp estão empenhados em superar esse desafio. Eles apostam no uso da terapia celular, cujos estudos iniciais têm apresentado resultados promissores.

As investigações em torno da terapia celular como alternativa ao tratamento da avulsão do plexo braquial integram um projeto temático coordenado pelo professor Alexandre Leite Rodrigues de Oliveira, que também é diretor do IB. Os trabalhos estão concentrados no Laboratório de Regeneração Nervosa, que mantém colaborações com outros centros de pesquisa, tanto do Brasil quanto do exterior. “Nosso trabalho está baseado no desenvolvimento de estratégias que contribuam para melhorar a resposta regenerativa do organismo após a lesão medular”, explica o docente.

Foto: Scarpa
O professor Alexandre Oliveira, coordenador do projeto temático: “O que temos feito são provas de conceito, demonstrando, por meio de modelo animal, que é possível preservar os neurônios na fase aguda da lesão e induzir a sua regeneração em direção ao músculo alvo, gerando uma função motora minimamente adequada”

O cientista faz questão de assinalar que as pesquisas ainda estão longe do estágio clínico, ou seja, distantes de serem aplicadas no processo terapêutico de vítimas de lesão na medula espinhal. “Entretanto, temos obtido bons resultados nos ensaios realizados em modelo animal. Um dos pontos centrais das nossas investigações é avaliar a sobrevivência neuronal após a lesão”, pontua. Para entender melhor esse mecanismo, os pesquisadores do IB desenvolveram metodologias bem padronizadas para produzir a lesão em ratos. O procedimento é realizado na interface entre os sistemas nervoso central e periférico. 

De acordo com o coordenador das pesquisas, além da paralisia do membro superior, esse tipo de trauma causa também dor neuropática. Provoca, ainda, a perda de neurônios motores nos segmentos afetados. “A perda neuronal praticamente inviabiliza qualquer recuperação funcional. Para tentar superar esse obstáculo, nós temos tentado estratégias farmacológicas, com o uso de drogas neuroprotetoras. Mais recentemente, temos usado a terapia celular. Utilizamos células-tronco, que apresentam uma série de propriedades, entre elas a capacidade de produzir, localmente, alguns fatores neuroprotetores”, diz.

Dito de forma simplificada, as células-tronco migram para o local lesionado e lá produzem fatores que ajudam na proteção dos neurônios. Ademais, também atuam no sentido de modular as respostas inflamatória e imunológica, que igualmente trazem benefícios à regeneração. “O que se entende atualmente é que esses traumas requerem estratégias multifatoriais que proporcionem um bom resultado prático. As células-tronco cobrem vários aspectos dentro desse enfoque. Nas nossas pesquisas, nós utilizamos primeiramente células-tronco adultas, obtidas de medula óssea. Depois, usamos também células-tronco embrionárias”, relata o professor Alexandre Oliveira.

Estas últimas, continua o docente, têm a capacidade de se diferenciar em diferentes linhagens celulares e de liberar fatores que atuam tanto nas células adjacentes quanto naquelas localizadas um pouco mais distantes. “Por meio de uma colaboração com o professor Sergiy Kyrylenko, que veio da República Tcheca para participar do Programa Professor Visitante da Unicamp, nós demos mais um passo adiante. Nós tivemos acesso a células-tronco embrionárias humanas. Elas foram transformadas em uma linhagem celular, que pode ser cultivada indefinidamente. Além de serem pluripotentes, isto é, terem a capacidade de se diferenciar em quase todos os tecidos humanos, essas células embrionárias foram geneticamente modificadas para expressar em grande quantidade o fator de crescimento fibroblástico denominado FGF2, que cumpre um papel importante na sobrevivência dos neurônios”, pormenoriza o docente do IB.

O recurso ganhou ainda mais refinamento porque os pesquisadores adotaram um mecanismo para controlar a expressão do FGF2. Para ser ativado, esse fator depende da administração de um antibiótico denominado doxicilina. Sem esse procedimento, as células não o produziriam em quantidade ampliada. “Isso nos confere uma vantagem estratégica, porque podemos ativar o gene para produzir o FGF2 justamente no momento em que mais precisamos garantir a sobrevivência neuronal, que coincide com a fase aguda da lesão”, esclarece o professor Alexandre Oliveira.

O que se espera, prossegue o docente, é que após a fase aguda os neurônios sobreviventes regenerem os axônios, espécies de prolongamentos responsáveis pela condução dos impulsos elétricos. Para isso, porém, os axônios precisam deixar o sistema nervoso e alcançar o ponto de interesse. “Nós transplantamos células-tronco em animais durante a fase aguda da lesão e avaliamos a sobrevivência dos neurônios motores frente à célula transgênica produtora de FGF2. O que constatamos foi que a expressão desse fator realmente aumenta a sobrevivência neuronal. Isso representou um movimento em direção a esses tratamentos mais complexos, que atacam diferentes alvos concomitantemente”, avalia o pesquisador.

Paralelamente à regeneração motora, a equipe do Laboratório de Regeneração Nervosa tem trabalhado também para recuperar a parte sensorial. Como já dito, as vítimas de avulsão do plexo braquial perdem a sensibilidade do membro afetado. “Essa sensibilidade é importante para que possamos obter a resposta motora mais adequada. Temos uma tese de doutorado em andamento que usa a terapia celular para direcionar o crescimento das fibras sensoriais na medula espinhal, de modo a estabelecer as conexões corretas e assim recuperar alguns dos circuitos sensório-motores. A expectativa é que essa estratégia contribua de forma significativa para a recuperação funcional do membro após a lesão”, adianta o professor Alexandre Oliveira.

No caso específico dessa abordagem, adverte o docente do IB, o modelo de lesão provocada nos animais é diferente. Em vez de lesionar as raízes motoras, o procedimento é realizado nas raízes dorsais da medula. Isso gera um problema específico, que é a reentrada dos axônios no sistema nervoso central, região pouco propensa à regeneração. As glias, células que dão suporte e nutrem os neurônios, secretam moléculas que inibem o crescimento axonal. “Atualmente, a parte sensorial precisa ser ‘neutralizada’ com fármacos, que vão diminuir a dor, mas não contribuem para a recuperação. A terapia celular atua nos dois aspectos, diminuindo a dor neuropática e induzindo a regeneração no sistema nervoso central”.

Foto: Scarpa
Alexandre Oliveira com integrantes do grupo de pesquisa: formação de recursos humanos qualificados

Na opinião do docente, os avanços obtidos até aqui no contexto do projeto temático são importantes, mas ele reitera que os métodos ainda estão longe da prática clínica. “O que temos feito são provas de conceito, demonstrando, por meio de modelo animal, que é possível preservar os neurônios na fase aguda da lesão e induzir a sua regeneração em direção ao músculo alvo, gerando uma função motora minimamente adequada. No caso da sensibilidade, também comprovamos ser possível recobrar parte dela, de forma a integrá-la à coordenação motora. Nos estudos iniciais, a ideia foi avaliar a sobrevivência neuronal. Nas abordagens subsequentes, alcançamos uma recuperação motora significativa”, afirma o professor Alexandre Oliveira.

Nos ensaios com modelo animal, os pesquisadores constataram que os sinais de recuperação funcional começaram a aparecer cerca de oito semanas após os procedimentos. Para que isso pudesse acontecer, eles lançaram mão de mais uma estratégia, que foi a reconexão anatômica entre os sistemas nervoso central e periférico. Os cientistas utilizaram uma cola biológica desenvolvida no Centro de Estudos de Venenos e Animais Peçonhentos (Cevap - http://cevap.org.br) da Unesp, em Botucatu, para reimplantar as raízes lesadas na superfície da medula. O adesivo é produzido a partir do sangue de búfalos e do veneno da cascavel.

A abordagem, que rendeu artigo publicado em 2016, representou um avanço importante porque demonstrou que o reparo feito com o adesivo gerou a possibilidade de os axônios seguirem em direção ao músculo alvo. Aqui, surge outro senão. O professor Alexandre esclarece que nos seres humanos as distâncias a serem vencidas pelos axônios são bem maiores que em ratos. “A tendência é que, nos seres humanos, os sinais de recuperação demorem cerca de um ano e meio para aparecer. Nesse caso, a probabilidade é de que a recuperação fique restrita à musculatura mais próxima do ombro. Isso deve acontecer porque os nervos do antebraço se degenerarão até que surjam os primeiros sinais de recuperação”.

Em relação aos animais, essas manifestações ocorreram, como mencionado, a partir da oitava semana e proporcionam índices de recuperação entre 30% e 40% da função normal. “Naquele momento, usamos células-tronco adultas. Nós acreditamos que, com as células transgênicas, conseguiremos otimizar ainda mais esse resultado. Um dos aspectos importantes é que, no que toca aos animais, não encontramos efeitos colaterais de dor extrema e incapacitante durante a recuperação funcional. A terapia celular minimiza esses efeitos adversos”, reafirma.

Além de contribuir para a geração de conhecimento novo, estudos como os desenvolvidos no Laboratório de Regeneração Nervosa trazem benefícios adicionais, como observa o professor Alexandre Oliveira. Dois deles são representados pela formação de recursos humanos qualificados e pelas colaborações estabelecidas com grupos de pesquisas do país e do exterior. “Manter parcerias com outras universidades e laboratórios traz a multidisciplinaridade para o centro das investigações. Ao longo desses anos, conseguimos concluir algumas dissertações de mestrado e teses de doutorado. A nossa expectativa é que, no futuro, os nossos alunos fundem novos laboratórios e formem suas equipes para dar seguimento a pesquisas como a da regeneração do sistema nervoso, que requerem muito estudo, muita dedicação”, finaliza o docente, destacando, ainda, a importância do financiamento de organismos como a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e Conselho de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).


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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0014488617301036?via%3Dihub

 

 

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Audiodescrição: Em área interna, imagem close-up e frontal, uma pessoa segura com a mão esquerda pequeno recipiente de plástico transparente em formato hexagonal e quadrado, ao centro da imagem, medindo cerca de dez centímetros de largura, e com bocal de rosca para fechamento, sendo que há uma pequena quantidade de líquido amarelado dentro desse recipiente, e um dosador com bico fino inserido no bocal, depositando mais líquido. A pessoa que segura o recipiente usa luvas cirúrgicas brancas. Imagem 1 de 1.