Diferenciação Celular - Noticia

JC e-mail 2719, de 04 de Março de 2005.

Um dia após aprovação, Governo libera R$ 5 milhões para pesquisas

Cautelosos, cientistas alertam que ninguém será curado com a simples aprovação da medida e apontam um longo caminhoHerton Escobar e Lígia Formenti escrevem para ‘O Estado de SP’:O governo esperava só o sinal verde do Congresso para anunciar uma linha de financiamento público para pesquisas com células-tronco embrionárias.

Em maio, um edital de R$ 5 milhões será lançado para custear estudos sobre o uso de células-tronco para tratamento de diversas doenças.

A lista de candidatos inclui desde doenças neurodegenerativas, como mal de Parkinson, até estudos para diabete, lesão da medula espinal e reconstituição de pele, osso e dentes.

Os trabalhos serão financiados em partes iguais pelos Ministérios da C&T e da Saúde.‘Já havíamos acertado uma linha de financiamento de pesquisa com células-tronco adultas e de cordão umbilical.

Agora, com a decisão do Congresso, vamos incluir também as embrionárias’, disse o diretor do Depto. de C&T do Ministério da Saúde, Reinaldo Guimarães.Segundo ele, a escolha dos centros que receberão a verba levará em conta critérios regionais: 30% serão destinados para áreas menos desenvolvidas do país - Norte, Nordeste e Centro-Oeste, com exceção do Distrito Federal.

O dinheiro será usado para custear projetos de pesquisa básica e experimentos com animais.Apesar da euforia em torno da expectativa de liberação das pesquisas – que só depende agora da sanção do presidente Luiz Inácio Lula da Silva –, os cientistas deixam claro que o que está sendo autorizado não é a aplicação de novas terapias, mas a abertura de uma linha de estudo que poderá trazer benefícios médicos a longo prazo.Ou seja: ninguém vai ser curado de nenhuma doença por causa da publicação da lei, pelo menos por enquanto.‘As células-tronco embrionárias têm uma longa caminhada pela frente’, diz o geneticista Carlos Moreira-Filho, diretor-superintendente do Instituto de Ensino e Pesquisa (IEP) do Hospital Albert Einstein e professor do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de SP (USP).‘Mas o primeiro passo precisa ser dado, que é permitir as pesquisas com essas células. Sem isso, a caminhada nunca terá início.’

As estimativas para o desenvolvimento dos primeiros tratamentos vão desde 5 anos, para os mais optimistas, até 50 anos, para os mais pessimistas. ‘Não dá para prever quando eles serão realidade. Não é uma panacéia. Precisamos testar a segurança e a eficácia, primeiro em modelos animais, depois em humanos’, explica a pesquisadora Rosalia Mendez-Otero, da UFRJ.Diferenciação celularMais do que uma aplicação terapêutica direta, Moreira-Filho acredita que a principal contribuição das células-tronco embrionárias será para o conhecimento dos mecanismos biológicos que direcionam a diferenciação celular.

Em outras palavras, o que faz com que uma célula-tronco indiferenciada se transforme em uma célula da pele, do coração ou em um neurônio.‘Poderemos entender com muito mais rapidez os processos que governam essa diferenciação’, diz.

Esse conhecimento, por sua vez, poderá ser aplicado à manipulação de células-tronco adultas - talvez até dispensando, eventualmente, a necessidade de uso das embrionárias.‘Ainda temos muito o que aprender sobre os mecanismos por trás da capacidade de diferenciação da célula-tronco’, reforça a geneticista Lygia da Veiga Pereira, da USP. ‘Quem sabe poderemos até ensinar uma célula qualquer a se diferenciar.’As células-tronco podem ser pensadas como células ‘virgens’, capazes de se transformar nos mais variados tecidos do organismo. Além do embrião, elas podem ser encontradas no organismo adulto e no sangue de cordão umbilical.

Mas as embrionárias são consideradas as mais versáteis, pois carregam o potencial para formar praticamente qualquer outro tipo de célula. É a partir delas que se forma todo o organismo humano.

(Colaborou: Cristina Amorim)(O Estado de SP, 4/3)

Diferenciação Celular

Em Biologia, diferenciação é o processo pelo qual as células vivas se "especializam" para realizar determinada função.

Estas células diferenciadas podem actuar isoladamente - como os gametas e as células sexuais dos organismos mais pequenos, como as bactérias. Ou podem agrupar-se em tecidos diferenciados, como o tecido ósseo e o muscular.

Apesar de diferenciadas, as células mantêm o mesmo código genético da primeira célula (zigoto). A diferença está na activação e inibição de grupos específicos de genes que determinarão a função de cada célula.

Regulação do ciclo celular

Os mecanismos de regulação do ciclo celular actuam fundamentalmente em três pontos :

• Controlo em G1 - nesta étapa as células fazem como que uma avaliação interna relativamente ao prosseguimento do ciclo celular. Se a avaliação é negativa, as células nao se dividem, permanecendo num estádio denominado G0. As células que não voltam a dividir-sr permanecem no estádio g0 semanas ou mesmo anos, até à sua morte.


• Controlo em G2


• Controlo M (fase mitótica)

2001 - O ANO DO CICLO CELULAR

O 100º prémio Nobel para a Fisiologia ou Medicina reconheceu, em 2001,
o trabalho dos investigadores Timothy Hunt, Paul Nurse e Leland
Hartwell, que os conduziu à identificação das moléculas-chave que
regulam o ciclo celular em todos os organismos eucariotas, incluindo
leveduras, plantas e animais.

Leland Hartwell (1939-), actualmente director do Fred Hutchinson Cancer
Research Center, Seattle, foi distinguido pelos trabalhos que conduziram à
identificação de genes com funções-chave na regulação do ciclo celular e pela
definição do conceito e mecanismo de checkpoint celular. Utilizando a levedura
Saccharomyces cerevisae como modelo para a análise genética do ciclo celular
identificou, no início dos anos 70, mutações em mais de 100 genes
especificamente envolvidos no controlo da divisão celular e a que chamou genes
CDC (do inglês Cell division control ), provando assim que o controlo do ciclo
celular era determinado geneticamente. No seguimento deste trabalho, o gene
CDC28 foi identificado como responsável pelo controlo da progressão do ciclo
celular através de G1, e posteriormente denominado “start” quando se estabeleceu
que a sua expressão marca um ponto crucial no ciclo celular em que ocorre a
integração do estado de proliferação celular com os sinais intra- e extra-celulares.

Foi também o responsável pela introdução e definição do conceito de checkpoint
celular, que constituiu um marco fundamental no desenvolvimento dos
conhecimentos sobre a regulação do ciclo celular (Hartwell e Weinert, 1989). As
experiências que conduziram a este conceito pretenderam estudar o efeito da
irradiação de células de levedura sobre a progressão do ciclo celular, tendo
demonstrado que as células que contêm danos no DNA, provocados por
irradiação, sofrem uma paragem do ciclo celular.


Paul Nurse (1949-), Director-Geral do Imperial Cancer Research Fund, Londres,
identificou o gene cdc2 numa outra espécie de levedura – Schizosacharomyces
pombe - e demonstrou que a proteína que codifica é responsável pela transição da
fase G2 para mitose. O gene cdc2 viria posteriormente a ser identificado como
homólogo do gene CDC28 de S. cerevisiae isolado por Hartwell, e como envolvido
na regulação de diferentes fases do ciclo celular. O seu homólogo humano,
conhecido como CDK1, foi identificado por Nurse em 1987 a partir de ensaios de
complementação genética utilizando uma biblioteca de cDNAs humanos para
complementar a mutação do cdc2 em S. pombe (Lee e Nurse, 1987). Nurse
mostrou ainda que a regulação da actividade cinásica das CDK depende do seu
estado de fosforilação.

No início dos anos 80 Timothy (Tim) Hunt (1943-), hoje director do Cell Cycle
Control Laboratory Imperial Cancer Research Fund, Londres, com base em
estudos da divisão celular em embriões de ouriços-do-mar (Arbacia) descreveu
uma nova classe de proteínas cuja abundância varia de forma cíclica ao longo do
ciclo celular e que, por esse motivo, denominou ciclinas (Evans et al., 1983).
Demonstrou ainda que a oscilação do nível de ciclinas é regulada através da sua
degradação periódica em pontos específicos do ciclo celular, mecanismo que tem
uma importância fundamental para o controlo do ciclo celular, uma vez que a
actividade das CDK depende da sua associação com ciclinas.

Em resumo, estes três investigadores premiados com o Nobel, em 2001,
descobriram os produtos e mecanismos moleculares básicos de regulação do ciclo
celular. As suas descobertas abriram caminho a uma importante e fascinante área
de investigação, que inicialmente utilizou como modelo organismos muito mais
simples que o Homem. O facto de se ter vindo a demonstrar que os mecanismos
básicos que regulam a progressão do ciclo celular foram extraordinariamente
conservados ao longo da evolução permitiu um grande avanço no conhecimento
do controlo do ciclo celular nas células humanas.

Por outro lado, o facto de os
mecanismos responsáveis pelo desenvolvimento de processos tumorais
resultarem, em última análise, de alterações a nível do controlo da progressão do
ciclo celular, faz com que todos estes conhecimentos adquiram extrema
importância a nível de implicações terapêuticas.

2001 – O Ano do Ciclo Celular

Estrutura dos cromossomas

Um cromossomo (br.) ou cromossoma (pt.) é uma longa sequência de DNA, que contém vários genes, e outras sequências de nucleótidos (nucleotídeos) com funções específicas nas células dos seres vivos.

Nos cromossomas dos eucariontes, o DNA encontra-se numa forma semi-ordenada dentro do núcleo celular, agregado a proteínas estruturais, as histonas, e toma a designação de cromatina. Os procariontes não possuem histonas nem núcleo. Na sua forma não-condensada, o DNA pode sofrer transcrição, regulação e replicação.
Durante a mitose , os cromossomas encontram-se condensados e têm o nome de cromossomas metafásicos e é a unica ocasião em que se podem observar com um microscópio óptico.

CICLO CELULAR

Em biologia, chama-se ciclo celular o conjunto de processos que se passam numa célula viva entre duas divisões celulares. O ciclo celular consiste na Intérfase e na Fase mitótica, que inclui a mitose e a divisão celular (citocinese).

FASES DO CICLO CELULAR

INTERFASE




A vida de uma célula começa no momento em que a divisão celular que a originou acaba e o momento em que ela mesma se divide ou morre (toda a actividade celular cessa). ~

A intérfase corresponde ao período entre o final de uma divisão celular e o início da segunda.




Geralmente a célula encontra-se nesta fase maior parte da sua vida. Durante esta fase o
DNA não é visível ao microscópio óptico. Período do intensa actividade na célula e duplicação do material genético.

A Intérfase divide-se em 3 fases:

• 
  
  
  Fase G1
  Nesta fase sintetizam-se muitas proteínas, enzimas e RNA, verifica-se também a formação de organitos celulares e, consequentemente, a célula cresce.

• 
  
  
  Fase S
  É nesta fase que ocorre a auto-replicação das moléculas de DNA (diz-se no plural porque para cada cromossomo existe uma molécula de DNA)
  A partir deste momento os cromossomos passam a possuir dois cromatídeos ligados por um centrómero
  
  
  
  

• 
  
  
  Fase G2
  Neste período dá-se a sintese de moléculas necessárias à divisão celular (como os centríolos).
  
  

FASE MITÓTICA

Mitose

Nesta fase ocorre a divisão nuclear (nas

células eucarióticas). É um processo contínuo, no entanto distinguem-se 4 fases:

Prófase
É a etapa mais longa da mitose;
Os filamentos de cromatina enrolam-se, tornando-se cada vez mais curtos, possibilitando assim o seu visionamento no Microscópio óptico;
Os dois pares de centríolos afastam-se em sentidos opostos, entre eles forma-se o fuso acromático (sistema de microtúbulos proteícos que se agrupam e formam fibrilas);
Quando os centríolos alcançam os pólos da célula o Invólucro nuclear quebra e os nucléolos desaparecem.

• Metáfase
  Os Cromossomos atingem a máxima condensação;
  O fuso acromático completa o desenvolvimento e algumas fibrilas ligam-se aos centrómeros (as outras ligam os dois centríolos);
  Os Cromossomos encontram-se alinhados no plano equatorial (plano equidistante dos dois pólos da células) constituindo a Placa equatorial.
  

• Anáfase
  A anáfase começa pela duplicação dos centrômeros, libertando as cromátides-irmãs que passam a ser chamadas de cromossomos-filhos.As fibras do fuso, ligadas aos centrômeros, encurtam, puxando os cromossomos para os pólos da célula.A anáfase é uma fase rápida, caracterizada pela imigração dos cromossomos para os pólos do fuso.
  As fibrilas encurtam-se e começam a afastar-se;
  Dá-se a clivagem dos centrómeros. Os cromatídios que antes pertenciam ao mesmo cromossoma, agora separados, constituem dois cromossomas independentes.

• Telófase
  A membrana nuclear forma-se à volta dos cromossomas de cada pólo da célula, passando a existir assim dois núcleos com informação genética igual;
  Os núcléolos reaparecem;
  O fuso mitótico dissolve-se;
  Os Cromossomos descondensam e tornam-se menos visíveis;

SÍNTESE DAS PROTEÍNAS

Síntese proteíca é um fenómeno relativamente rápido e muito complexo, que ocorre no interior das células. Este processo tem duas fases: transcrição e a tradução.

- Transcrição

Ocorre no interior do núcleo das células e consiste na síntese de uma molécula de mRNA(RNA Mensageiro) a partir da leitura da informação contida numa molécula de DNA.

Este processo inicia-se pela ligação de um complexo enzimático à molécula de DNA, o RNA - polimerase.

Esta enzima desfaz a dupla hélice, destruíndo as pontes de hidrogénio que ligam as bases complementares das duas cadeias, afastando-as.O RNA - polimerase, inicia a síntese de uma molécula de mRNA de acordo com a complementaridade das bases azotadas.

Se, por exemplo, na cadeia do DNA o nucleotídeo for a adenina(A), o RNA - polimerase liga o mRNA ao nucleótido uracila(U). Quando a leitura termina, a molécula mRNA separa-se da cadeia do DNA, e esta restabelece as pontes de hidrogénio e a dupla hélice é reconstituída.

Mas nem todas as sequências da molécula do DNA codificam aminoácidos.

Ao RNA sintetizado sofre um processamento ou maturação antes de abandonar o núcleo. Algumas porções do RNA transcrito, vão ser removidas - íntrões -, e as porções não removidas - exões -, ligam-se entre si, formando assim um mRNA maturado.

O RNA que sofre este processo de exclusão de porções, é designado de RNA pré-mensageiro. No final do processo, o mRNA é constituído apenas pelas sequências que codificam os aminoácidos de uma proteína, podendo assim migrar para o citoplasma, onde vai ocorrer a tradução da mensagem, isto é, a síntese de proteínas.

TRADUÇÃO

Os intervenientes neste processo são : o mRNA; os ribossomas ; o tRNA ; enzimas e o ATP.

O processo da tradução encerra com três etapas: iniciação, alongamento e finalização.

Iniciação: A subunidade menor do ribossoma liga-se à extremidade 5' do mRNA, esta desliza ao longo da molécula do mRNA até encontrar o codão de iniciação (AUG), transportando assim o tRNA o aminoácido metionina, ligando-se assim ao codão de iniciação por complementaridade. A subunidade maior liga-se à subunidade menor do ribossoma.

Alongamento: Um 2º tRNA transporta um aminoácido específico de acordo com o codão. Estabelece-se uma ligação peptídica entre o aminoácido recém-chegado e a metionina. O ribossoma avança três bases ao longo do mRNA no sentido 5' -> 3', repetindo-se sempre o mesmo processo. Os tRNA que já se ligaram inicialmente, vão-se desprendendo do mRNA sucessivamente.

Finalização: O ribossoma encontra o codão de finalização (UAA, UAG ou UGA) terminando o alongamento. O último tRNA abandona o ribossoma, as subunidades do ribossoma separam-se, podendo ser recicladas e por fim, o peptídeo é libertado.