Notícias | O futuro das células germinativas: cientistas reprogramam células em saguis
Células de primatas reprogramadas em precursores de células germinativas
Pesquisadores da University of Pennsylvania School of Veterinary Medicine, da University of Texas at San Antonio e do Texas Biomedical Research Institute reprogramaram células sanguíneas de saguis em células-tronco flexíveis e as orientaram para se tornarem células com características de precursoras de espermatozoides. Publicado na eLife, o estudo representa um avanço importante na biologia reprodutiva.
Abriendo caminho para a geração de células germinativas
A equipe reprogramou as células em várias etapas, transformando-as em precursores de células germinativas. Isso cria novas oportunidades para estudar a biologia dos primatas e apoia o desenvolvimento de tecnologias de reprodução assistida, como a gametogênese in vitro, a produção laboratorial de espermatozoides ou óvulos, semelhante à geração de embriões na fertilização in vitro (IVF).
O professor assistente da University of Pennsylvania Kotaro Sasaki afirmou que os cientistas conseguem gerar espermatozoides e óvulos funcionais a partir de células-tronco pluripotentes induzidas em camundongos, mas as células germinativas de camundongos diferem substancialmente das humanas. Os saguis oferecem um modelo mais próximo da biologia humana.
Precursores de células germinativas em embriões de sagui
Os pesquisadores estudaram primeiro as células germinativas primordiais (PGCs) de embriões de sagui, que anteriormente não haviam sido caracterizadas com rigor. Eles identificaram marcadores moleculares que permitiram acompanhar as células iniciais. O sequenciamento de RNA de célula única mostrou a expressão de genes associados às células germinativas iniciais e à modificação epigenética, mas não de genes ativados posteriormente, quando os precursores de espermatozoides ou óvulos migram para os ovários ou testículos.
O Dr. Sasaki disse que os resultados eram consistentes com a reprogramação de células germinativas, que desativa determinados marcadores e permite que as PGCs avancem por etapas posteriores do desenvolvimento.
De células sanguíneas a células-tronco pluripotentes induzidas
Em seguida, a equipe recriou o processo em laboratório, convertendo primeiro as células sanguíneas em células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs), que podem se diferenciar em outros tipos celulares. O pesquisador de pós-doutorado Yasunari Seita disse que estabelecer condições estáveis de cultivo para células de sagui foi o maior desafio, apesar de sua experiência com cultivo celular e iPSCs. Após experimentos repetidos, orientados por estudos com camundongos, humanos e outras espécies, ele desenvolveu um método estável para gerar e manter iPSCs de sagui.
De iPSCs a precursores de células germinativas
Uma mistura de fatores de crescimento converteu 15%-40% das células cultivadas em células com características de precursores de células germinativas. O Dr. Sasaki disse que a eficiência permitiu expandir as culturas por várias passagens, com forte crescimento exponencial. As células mantiveram marcadores de células germinativas, mas não apresentaram outros marcadores associados à migração para as gônadas.
Modelagem do desenvolvimento de precursores de espermatozoides
Na etapa final, as células cultivadas em laboratório desenvolveram características de células germinativas mais maduras. Com base no estudo da equipe publicado 2020 na Nature Communications, os pesquisadores cultivaram-nas com células testiculares de camundongo durante um mês. Algumas células ativaram genes associados a precursores de espermatozoides mais maduros, indicando desenvolvimento adicional.
Perspectivas para a gametogênese in vitro
O Dr. Sasaki observou que o uso clínico da gametogênese in vitro envolve questões éticas, legais e de segurança. É necessário um modelo pré-clínico robusto antes que futuras aplicações em humanos possam ser consideradas.
O estudo oferece um novo modelo de pesquisa em primatas e uma base para tecnologias reprodutivas. A continuidade das pesquisas com saguis também pode apoiar avanços na biologia reprodutiva e na neurociência.
Notícias | O futuro das células germinativas: cientistas reprogramam células em saguis
Notícias | O futuro das células germinativas: cientistas reprogramam células em saguis
Células de primatas reprogramadas em precursores de células germinativas
Pesquisadores da University of Pennsylvania School of Veterinary Medicine, da University of Texas at San Antonio e do Texas Biomedical Research Institute reprogramaram células sanguíneas de saguis em células-tronco flexíveis e as orientaram para se tornarem células com características de precursoras de espermatozoides. Publicado na eLife, o estudo representa um avanço importante na biologia reprodutiva.
Abriendo caminho para a geração de células germinativas
A equipe reprogramou as células em várias etapas, transformando-as em precursores de células germinativas. Isso cria novas oportunidades para estudar a biologia dos primatas e apoia o desenvolvimento de tecnologias de reprodução assistida, como a gametogênese in vitro, a produção laboratorial de espermatozoides ou óvulos, semelhante à geração de embriões na fertilização in vitro (IVF).
O professor assistente da University of Pennsylvania Kotaro Sasaki afirmou que os cientistas conseguem gerar espermatozoides e óvulos funcionais a partir de células-tronco pluripotentes induzidas em camundongos, mas as células germinativas de camundongos diferem substancialmente das humanas. Os saguis oferecem um modelo mais próximo da biologia humana.
Precursores de células germinativas em embriões de sagui
Os pesquisadores estudaram primeiro as células germinativas primordiais (PGCs) de embriões de sagui, que anteriormente não haviam sido caracterizadas com rigor. Eles identificaram marcadores moleculares que permitiram acompanhar as células iniciais. O sequenciamento de RNA de célula única mostrou a expressão de genes associados às células germinativas iniciais e à modificação epigenética, mas não de genes ativados posteriormente, quando os precursores de espermatozoides ou óvulos migram para os ovários ou testículos.
O Dr. Sasaki disse que os resultados eram consistentes com a reprogramação de células germinativas, que desativa determinados marcadores e permite que as PGCs avancem por etapas posteriores do desenvolvimento.
De células sanguíneas a células-tronco pluripotentes induzidas
Em seguida, a equipe recriou o processo em laboratório, convertendo primeiro as células sanguíneas em células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs), que podem se diferenciar em outros tipos celulares. O pesquisador de pós-doutorado Yasunari Seita disse que estabelecer condições estáveis de cultivo para células de sagui foi o maior desafio, apesar de sua experiência com cultivo celular e iPSCs. Após experimentos repetidos, orientados por estudos com camundongos, humanos e outras espécies, ele desenvolveu um método estável para gerar e manter iPSCs de sagui.
De iPSCs a precursores de células germinativas
Uma mistura de fatores de crescimento converteu 15%-40% das células cultivadas em células com características de precursores de células germinativas. O Dr. Sasaki disse que a eficiência permitiu expandir as culturas por várias passagens, com forte crescimento exponencial. As células mantiveram marcadores de células germinativas, mas não apresentaram outros marcadores associados à migração para as gônadas.
Modelagem do desenvolvimento de precursores de espermatozoides
Na etapa final, as células cultivadas em laboratório desenvolveram características de células germinativas mais maduras. Com base no estudo da equipe publicado 2020 na Nature Communications, os pesquisadores cultivaram-nas com células testiculares de camundongo durante um mês. Algumas células ativaram genes associados a precursores de espermatozoides mais maduros, indicando desenvolvimento adicional.
Perspectivas para a gametogênese in vitro
O Dr. Sasaki observou que o uso clínico da gametogênese in vitro envolve questões éticas, legais e de segurança. É necessário um modelo pré-clínico robusto antes que futuras aplicações em humanos possam ser consideradas.
O estudo oferece um novo modelo de pesquisa em primatas e uma base para tecnologias reprodutivas. A continuidade das pesquisas com saguis também pode apoiar avanços na biologia reprodutiva e na neurociência.
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