File - Laboratório Nacional de Células

Resumo de Tese de Doutorado apresentada ao Programa de Ciências Morfológicas
da UFRJ em Agosto de 2012 – Mariana Paranhos Stelling
Influência do substrato e da assinatura atômica sobre a
diferenciação neural de células-tronco pluripotentes
RESUMO
O estado pluripotente das células-tronco é mantido por um controle fino de estímulos
externos e internos. O estudo de matrizes capazes de manter células-tronco
pluripotentes tem revelado moléculas fundamentais para manutenção dessas células. A
capacidade de diferenciação em todos os tipos celulares do organismo é outra
importante característica das células-tronco pluripotentes. Muitos estudos tem buscado
compreender o que acontece quando um estímulo é dado às células, quais moléculas
são expressas ou como a expressão gênica é afetada. Entretanto, pouco se sabe sobre a
dinâmica atômica dessas células no estado pluripotente ou durante sua diferenciação
celular. Estudar as moléculas necessárias às células-tronco aliado às mudanças iônicas e
a composição de metais nos processos de diferenciação revela fenômenos e abre novos
caminhos, seja no estudo do desenvolvimento humano ou de patologias. Este trabalho
buscou primeiramente avaliar a constituição de um substrato de células fixadas
permissivo ao crescimento das células-tronco pluripotentes humanas e murinas.
Fibroblastos embrionários murinos fixados em etanol mostraram-se capazes de manter
células-tronco embrionárias em seu estado pluripotente. A composição de
glicosaminoglicanos desse substrato foi definida e viu-se que o heparam sulfato é
essencial para sua eficiência. Em seguida verificou-se a influência desse substrato
acelular no processo de diferenciação. Vimos que a diferenciação é preservada,
especificamente a diferenciação neural. Ao analisarmos mais profundamente tais
células em diferenciação vimos que apresentam uma dinâmica atômica consistente
entre linhagens e espécies. Verificamos que as células pluripotentes apresentam in vitro
características do desenvolvimento embrionário, como o acúmulo de metais no tecido
neural. Por fim, verificamos que essa dinâmica é alterada em células-tronco de
pluripotência induzida derivadas de um paciente esquizofrênico, mas pode ser revertida
aos níveis normais quando as células são tratadas com ácido valproico, um
medicamento utilizado em algumas desordens mentais. Este trabalho revelou aspectos
importantes da dinâmica celular no estado pluripotente, mostrando a versatilidade dos
glicosaminoglicanos em promover e ajudar a manutenção das células e na dinâmica de
diferenciação. Também pudemos verificar que as células-tronco em diferenciação
neural organizam-se ao nível submolecular, assumindo assinaturas atômicas
preservadas entre espécies, que parecem estar corrompidas em células derivadas de
pacientes esquizofrênicos e potencialmente em outras desordens que acometem o
tecido neural.