Células-tronco na pele

Data de recebimento: 10/04/2012
Data de aprovação: 20/05/2012

Trabalho realizado no consultório da autora
– São Paulo (SP), Brasil.

Conflitos de interesse: Nenhum
Suporte financeiro: Nenhum

Abstract

Este artigo tem por objetivo tratar de trabalhos recentes a respeito de pesquisas que vêm sendo realizadas em células-tronco, particularmente em dermatologia. O entendimento da interação das células-tronco na manutenção e reparo da pele, bem como, de sua participação no ciclo do folículo piloso e sua pigmentação, também é relatado. Através do estudo desses mecanismos, seremos capazes de entender a fisiopatologia de doenças relacionadas a disfunções nesses processos, além de, a partir daí, desenvolver abordagens terapêuticas para essas situações.

Keywords: CÉLULAS-TRONCO, PELE, DERMATOLOGIA

INTRODUÇÃO

Uma das áreas mais promissoras da medicina trata do estudo das células-tronco e sua aplicação terapêutica. Além do uso dessas células para tratar doenças degenerativas, seu estudo também está ampliando nosso conhecimento em oncologia e medicina regenerativa. A publicação de um artigo a respeito de células-tronco embrionárias humanas e suas características 1 despertou interesse, mas também conflitos éticos e religiosos a respeito do tema.

Neste artigo, abordaremos as várias opções que essas novas tecnologias trazem para a terapia de dermatoses, como, por exemplo, alopecia androgenética; bem como a possibilidade de, através de biópsia de pele, fornecer material para estudos de fisiopatologia de doenças sistêmicas e utilização experimental de drogas em tipos celulares específicos extra-vivo.

Células-tronco: definição
Células-tronco são células primitivas, com capacidade de se dividir por longos períodos sem se diferenciar. Associada a essa característica de autorrenovação, têm grande potencial de diferenciação em diversos tipos celulares.

Em função de sua origem, classificam-se em dois grandes grupos: embrionárias e somáticas.

As células-tronco embrionárias são derivadas de fase muito inicial do embrião, após a fecundação, pré-implantação. São células totipotentes, com capacidade de passar por várias divisões celulares in vitro, sem se diferenciar. 1 Podem originar qualquer tecido embrionário e extraembrionário (placenta e cordão umbilical, por exemplo); o que lhes confere, portanto, a capacidade de gerar um indivíduo.

O outro grupo corresponde ao das células-tronco somáticas, presentes em virtualmente todos os tecidos de nosso organismo. Essas são a base para a homeostase e reparação de tecidos ao longo da vida. Apresentam a capacidade de se renovar indefinidamente e gerar células-filhas, que se diferenciam em um ou mais tecidos. Na pele, encontramos células-tronco na epiderme, derme e tecido subcutâneo, como veremos a seguir.

O conceito de nicho
Nicho é termo que define um ambiente protegido, isolado e particular. Populações de células-tronco estão situadas em localizações anatômicas especiais, ou nichos, que garantem sua preservação, bem como as interações celulares necessárias para que essas células possam se dividir e participar da adequada homeostase e reparação do tecido em questão. 2 Trata-se, portanto, de localização anatômica especial, constituindo unidade fisiológica básica tecidual, capaz de manter a integridade do órgão, através da interação bioquímica e de sinalização entre as células. Um exemplo da interação das células do nicho é o que ocorre entre as células-tronco melanocíticas e queratinócitos presentes na protuberância folicular ou bulge do folículo piloso. Sinais moleculares emitidos pelos precursores dos queratinócitos iniciam a migração dos melanoblastos responsáveis pela pigmentação do pelo em formação, durante o início da fase anágena. 3,4

O conceito de nicho é importante quando se objetiva utilizar o potencial das células-tronco em medidas terapêuticas.

Células-tronco na pele
Epiderme e folículo piloso
A epiderme é a camada mais superficial da pele que também dá origem às glândulas sudoríparas e aos folículos pilosos, estes últimos associados às glândulas sebáceas e ao músculo piloeretor. Esses diferentes componentes estão em constante turnover para reposição das células mortas e lesadas. Atualmente sabe-se que isso é possível devido a uma população de diferentes tipos de células-tronco residentes na epiderme e seus apêndices. 3,4

Células-tronco distribuídas aleatoriamente na camada basal da epiderme se dividem a fim de repopular a epiderme interfolicular, formando as chamadas unidades de proliferação epidérmica. Essa divisão ocorre de forma assimétrica. 3 Uma célula-tronco epidérmica se divide em duas células-filhas, uma das quais se diferencia, ascendendo às camadas mais superficiais da epiderme, enquanto a outra permanece na camada basal, mantendo sua capacidade de diferenciação.

Protuberância folicular (Bulge area)
A região do bulge ou protuberância folicular é a porção do folículo piloso localizada junto da inserção do músculo piloeretor e abriga a mais bem caracterizada população de células-tronco da epiderme. 5,6 Essas células-tronco dão origem às estruturas do folículo piloso e da glândula sebácea e também participam na reparação da epiderme lesada (pós-queimadura, por exemplo).

Atualmente sabe-se que existe outra população de células-tronco localizada numa porção mais superficial da camada radicular externa do folículo piloso (istmo), logo acima da área do bulge. Essas células podem originar todas as estruturas da epiderme (epiderme interfolicular, folículo piloso e glândula sebácea). Até recentemente não se conheciam marcadores que pudessem caracterizá-las, até que Snippert e colegas demonstraram que a proteína Lgr6 é expressa nesse grupo celular. 7

Da mesma forma, também se reconhece hoje a presença de células-tronco responsáveis exclusivamente por regenerar as glândulas sebáceas. 8

O folículo piloso é estrutura singular porque mantém ciclo de crescimento (fase anágena) intercalado com período de apoptose de sua porção inferior (fase catágena) e período de repouso (fase telógena). No início da fase anágena, as célulastronco presentes no bulge são responsáveis pela restituição da porção inferior do folículo. Essas células migram para a base do folículo e se diferenciam para originar a camada radicular externa e as camadas internas do folículo e haste do pelo. A fim de iniciar a fase anágena, os precursores de queratinócitos residentes no bulge recebem sinalização de células mesenquimais presentes nessa área e também de precursores de adipócitos, recentemente identificados nessa região. 9,10 Do mesmo modo, só recentemente demonstrou-se que, através de sinais liberados pelos precursores de queratinócitos dessa porção, ocorre a diferenciação9 das células-tronco precursoras de melanócitos do bulge e sua migração11 até a base do folículo piloso para iniciar a pigmentação do pelo em formação.

A interação entre as células do nicho na protuberância (bulge) do folículo piloso é fundamental para a manutenção da integridade da pele. 3 Como veremos adiante, processos patológicos podem iniciar-se se esse equilíbrio é quebrado.

Derme e tecido subcutâneo/adiposo
A derme abriga um subtipo de células-tronco que se assemelha às células mesenquimais presentes na medula óssea. 12 Esse subtipo é encontrado em vários tecidos e pode gerar células das linhagens osteogênicas, condrogênicas e musculares.

Células desse tipo também são encontradas no tecido adiposo e são chamadas de adipose derived stem cells ou ADSC. 13

Atualmente essas células são alvo de grande interesse, principalmente em cirurgia plástica. Inúmeros trabalhos sugerem que a utilização das células-tronco derivadas do tecido adiposo (ADSC) para o enriquecimento dos enxertos de gordura pode melhorar significativamente sua viabilidade. Além disso, pacientes que receberam enxertos de gordura enriquecidos com ADSC requerem menor número de sessões para obter resultado interessante se comparados aos enxertos tradicionais. Finalmente, enxertos de gordura enriquecidos com ADSC parecem ser mais eficientes do que os tradicionais para reconstrução de partes moles em casos difíceis, como pós-radioterapia ou em pacientes com síndrome de Perry-Romberg. 13,14 Apesar do entusiasmo com essa nova possibilidade, ainda existem controvérsias a respeito da segurança desse uso. Uma vez que essas células têm grande capacidade proliferativa e de produção de citoquinas, especula-se que o uso das ADSC, por exemplo, poderia aumentar o risco de recidivas de neoplasias em pacientes com história pregressa. Um exemplo é a discussão a respeito da segurança do uso desses enxertos enriquecidos em pacientes que foram submetidas a mastectomia por carcinomas de mama e são candidatas à reconstrução. 15

Células-tronco e alopecia
As alopecias podem ser cicatriciais ou não cicatriciais. Uma nova visão na patogênese dessas doenças surge a partir do entendimento da fisiologia e localização das células-tronco na pele, particularmente no folículo piloso.

Estudos recentes da patogênese das alopecias cicatriciais sugerem que o alvo do processo inflamatório visto no líquen plano pilar, por exemplo, são as células-tronco do bulge, com infiltrado inflamatório de linfócitos CD8 provocando depleção dessas células no início da doença. 16

Da mesma forma, na alopecia areata (AA), o foco do processo inflamatório é a região da papila dérmica, com preservação do bulge, o que pode explicar a repilação de áreas de AA muitos anos após o início da doença. 16

Em trabalho recentemente aceito para publicação, evidenciou-se que a acão androgênica na alopecia androgenética é responsável por inibir a sinalização que as células mesenquimais exercem para a diferenciação de células do bulge. 17 Esse conhecimento impulsionou a busca de opções terapêuticas para a alopecia androgenética (AAN). Em um estudo clínico, pacientes com AAN receberam no couro cabeludo da área afetada dose única injetável intradérmica de uma combinação de fatores que sabidamente estimulam as células-tronco do bulge, com melhora de todos os parâmetros avaliados até um ano após a injeção única. 18

Como as células da pele podem ajudar em outras áreas da medicina?
Células pluripotentes Induzidas (iPSC)
Em função das questões éticas que envolvem a utilização das células-tronco embrionárias humanas em pesquisa, foi desenvolvida técnica de reprogramação genética de células somáticas adultas. Em 2006, Takahashi e colegas conseguiram reprogramar geneticamente células diferenciadas de indivíduos adultos em células pluripotentes com características semelhantes às embrionárias. 19

A transformação dessas células foi obtida através de reprogramação genética, com a introdução de quatro fatores de transcrição, 1 fazendo com que se comportassem como células pluripotentes embrionárias.

As células resultantes apresentam cariótipos normais, atividade de telomerase, além de expressar marcadores e genes que caracterizam células embrionárias, e têm o potencial de se diferenciar em células dos três folhetos germinativos.

As células resultantes desse processo de reprogramação genética foram chamadas de induced pluripotent stem cells ou iPSC. A fácil obtenção de células somáticas adultas (a partir do sangue periférico ou da pele, por exemplo) e sua transformação em iPSC constituem excelentes ferramentas para o estudo do mecanismo de doenças, para ensaios de drogas e tratamento de diversas doenças.

Um exemplo é a reprogramação de fibroblastos de pacientes adultos obtidos a partir de biópsia de pele para obtenção de células indiferenciadas e daí, diferenciá-las para o tipo celular que se deseja estudar ou utilizar de forma terapêutica. 20

Recentemente um grupo utilizou fibroblastos de dois pacientes com epidermólise bolhosa recessiva para obter iPSC e, a partir dessas células, queratinócitos. 21 As células resultantes apresentavam todas as características de queratinócitos, exceto pela produção de colágeno tipo VII, devido à mutação responsável pela doença. Esse estudo20 mostra a possibilidade de serem utilizadas as tecnologias das iPSCs para obtenção de modelos de doenças in vitro a serem usados no estudo de medidas terapêuticas.

iPSC obtidas de células da pele e sua aplicação em outras áreas da Medicina.
A partir de biópsia de pele de pacientes com síndrome de Timothy (doença associada a atraso de desenvolvimento neurológico e autismo), fibroblastos obtidos foram reprogramados a iPSCs e, a seguir, a neurônios. Como essas células mantêm o background genético do paciente, a mutação responsável pela síndrome pôde ser mais facilmente estudada no nível celular, contribuindo enormemente para o entendimento da patogênese da doença. 22 Estudos semelhantes foram realizados em pacientes portadores de esquizofrenia. Esses avanços vão permitir estudos inéditos em doenças neurológicas e psiquiátricas que, anteriormente, só poderiam ser estudadas através de biópsias de tecido cerebral. 23

Estudo realizado com fibroblastos de camundongos in vitro mostrou ser possível reprogramar essas células, tornando-as iPSCs e, a seguir, induzir sua diferenciação em células musculares cardíacas. 24 Uma abordagem ainda mais ousada seria fazer essa reprogramação in situ, de modo a reprogramar o tecido fibrótico a se diferenciar de novo no tecido originalmente lesado. Essa abordagem poderia revitalizar um coração infartado, por exemplo.

CONCLUSÃO

Atualmente há dois estudos clínicos em andamento utilizando células-tronco embrionárias aprovados pelo FDA. Um para tratamento de lesões medulares, e o outro para degeneração macular da retina. Outros estudos clínicos estão em andamento usando as iPSCs.

Muitos avanços têm sido obtidos nessa área. Especificamente em dermatologia e cirurgia plástica, vemos a utilização do enriquecimento de enxertos de gordura com células-tronco como uma grande alternativa aos enxertos tradicionais, dada sua maior capacidade de correção dos defeitos tratados, bem como de melhora do aspecto da pele adjacente aos implantes. Esses efeitos têm sido reportados como de rejuvenescimento.

Da mesma forma, a obtenção de células da pele e sua reprogramação para originar células de outros tecidos podem ser ferramentas importantes em terapia e pesquisa num futuro próximo. Já vemos empresas utilizando células manipuladas geneticamente como substitutos dérmicos e mesmo em dermatologia cosmiátrica. Devemos estar preocupados, no entanto, para o fato de que tais práticas, ainda que promissoras, requerem atenção e protocolos bem definidos, para garantir sua eficácia e segurança.

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