Uma descoberta feita por uma equipe de pesquisa de três membros do Albert Einstein College of Medicine pode aumentar a eficácia dos transplantes de células-tronco, comumente usados para pacientes com câncer, distúrbios sanguíneos ou doenças autoimunes causadas por células-tronco defeituosas, que produzem todas as diferentes células sanguíneas do corpo. As descobertas, feitas em camundongos, foram publicadas hoje no periódico Ciência.
“Nossa pesquisa tem o potencial de melhorar o sucesso dos transplantes de células-tronco e expandir seu uso”, explicou Ulrich Steidl, MD, Ph.D., professor e chefe de biologia celular, diretor interino do Instituto Ruth L. e David S. Gottesman de Pesquisa com Células-Tronco e Medicina Regenerativa, e professor titular Edward P. Evans de Síndromes Mielodisplásicas no Einstein, e vice-diretor do Centro Oncológico Abrangente Montefiore Einstein (MECCC) designado pelo Instituto Nacional do Câncer.
Dr. Steidl, Britta Will, Ph.D., de Einstein, e Xin Gao, Ph.D., ex-bolsista de pós-doutorado de Einstein, agora na Universidade de Wisconsin em Madison, são coautores correspondentes do artigo.
Mobilizando células-tronco
Transplantes de células-tronco tratam doenças nas quais as células-tronco hematopoiéticas (formadoras de sangue) (HSCs) de um indivíduo se tornaram cancerosas (como em leucemia ou síndromes mielodisplásicas) ou em número muito pequeno (como em insuficiência da medula óssea e distúrbios autoimunes graves). A terapia envolve a infusão de HSCs saudáveis obtidas de doadores em pacientes. Para coletar essas HSCs, os doadores recebem um medicamento que faz com que as HSCs se mobilizem, ou escapem, de seus lares normais na medula óssea e entrem no sangue, onde as HSCs podem ser separadas de outras células sanguíneas e então transplantadas. No entanto, os medicamentos usados para mobilizar HSCs geralmente não liberam o suficiente delas para que o transplante seja eficaz.
“É normal que uma pequena fração de HSCs saia da medula óssea e entre na corrente sanguínea, mas o que controla essa mobilização não é bem compreendido”, disse o Dr. Will, professor associado de oncologia e medicina, e o Diane and Arthur B. Belfer Faculty Scholar em Pesquisa do Câncer no Einstein, e o colíder do programa de pesquisa de Células-Tronco e Biologia do Câncer no MECCC. “Nossa pesquisa representa um avanço fundamental em nossa compreensão e aponta para uma nova maneira de melhorar a mobilização de HSC para uso clínico.”
Rastreamento de trogocitose
Os pesquisadores suspeitaram que variações em proteínas na superfície de HSCs podem influenciar sua propensão a sair da medula óssea. Em estudos envolvendo HSCs isoladas de camundongos, eles observaram que um grande subconjunto de HSCs exibe proteínas de superfície normalmente associadas a macrófagos, um tipo de célula imune. Além disso, HSCs com essas proteínas de superfície permaneceram em grande parte na medula óssea, enquanto aquelas sem os marcadores saíram prontamente da medula quando medicamentos para aumentar a mobilização de HSCs foram administrados.
Após misturar HSCs com macrófagos, os pesquisadores descobriram que algumas HSCs se envolveram em trogocitose, um mecanismo pelo qual um tipo de célula extrai frações de membrana de outro tipo de célula e as incorpora em suas próprias membranas. Essas HSCs que expressam altos níveis da proteína c-Kit em sua superfície foram capazes de realizar trogocitose, fazendo com que suas membranas fossem aumentadas com proteínas de macrófagos — e tornando-as muito mais propensas do que outras HSCs a permanecer na medula óssea. As descobertas sugerem que prejudicar o c-Kit impediria a trogocitose, levando a mais HSCs sendo mobilizadas e disponibilizadas para transplante.
“A trogocitose desempenha um papel na regulação das respostas imunes e outros sistemas celulares, mas esta é a primeira vez que alguém vê células-tronco se envolverem no processo. Ainda estamos buscando o mecanismo exato de como as HSCs regulam a trogocitose”, disse o Dr. Gao, professor assistente de patologia e medicina laboratorial na University of Wisconsin-Madison, Madison, WI.
Os pesquisadores pretendem continuar sua investigação sobre esse processo: “Nossos esforços contínuos buscarão outras funções da trogocitose em HSCs, incluindo papéis potenciais na regeneração sanguínea, eliminação de células-tronco defeituosas e em malignidades hematológicas”, acrescentou o Dr. Will.
O estudo teve origem no laboratório do falecido Paul S. Frenette, MD, um pioneiro na pesquisa com células-tronco hematopoiéticas e diretor fundador do Ruth L. e David S. Gottesman Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine Research no Einstein. Outros colaboradores importantes incluem Randall S. Carpenter, Ph.D., e Philip E. Boulais, Ph.D., ambos cientistas de pós-doutorado no Einstein.
O Ciência O artigo é intitulado “Regulação do pool de células-tronco hematopoiéticas pela trogocitose associada ao c-Kit”. Outros autores são Huihui Li, Ph.D., e Maria Maryanovich, Ph.D., ambos no Einstein, Christopher R. Marlein, Ph.D., no Einstein e na FUJIFILM Diosynth Biotechnologies, Wilton, Inglaterra, e Dachuan Zhang, Ph.D., no Einstein e na Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Xangai, China, Matthew Smith na University of Wisconsin-Madison, e David J. Chung, MD, Ph.D., no Memorial Sloan Kettering Cancer Center, Nova York, NY.
O estudo foi financiado por bolsas dos Institutos Nacionais de Saúde (U01DK116312, R01DK056638, R01DK112976, R01HL069438, DK10513, CA230756, R01HL157948 e R35CA253127).
