Célula estaminal neural, em grande parte indiferenciada, originária do sistema nervoso central. As células-tronco neurais (NSCs) têm o potencial de dar origem a células descendentes que crescem e se diferenciam em neurônios e células gliais (células não neuronais que isolam neurônios e aumentam a velocidade com que os neurônios enviam sinais).
Durante anos pensou-se que o cérebro era um sistema fechado e fixo. Até mesmo o renomado neuroanatomista espanhol Santiago Ramón y Cajal, que ganhou o Prêmio Nobel de Fisiologia em 1906 por estabelecer o neurônio como a célula fundamental do cérebro, desconhecia os mecanismos da neurogênese (a formação do tecido nervoso) durante sua notável carreira. Houve apenas um punhado de descobertas, principalmente em ratos, aves e primatas, na segunda metade do século XX, que sugeriram a capacidade regenerativa das células cerebrais. Durante este tempo, os cientistas assumiram que uma vez que o cérebro fosse danificado ou começasse a deteriorar-se, não poderia regenerar novas células da mesma forma que outros tipos de células, como as células do fígado e da pele, são capazes de se regenerar. Pensou-se que a geração de novas células cerebrais no cérebro adulto era impossível, pois uma nova célula nunca poderia se integrar completamente no sistema complexo existente no cérebro. Não foi até 1998 que os NSCs foram descobertos em humanos, encontrados primeiro em uma região do cérebro chamada hipocampo, que era conhecida por ser instrumental na formação de memórias. Mais tarde, os NSCs também foram encontrados ativos nos bulbos olfativos (uma área que processa o cheiro) e inativos no septo (uma área que processa a emoção), no estriato (uma área que processa o movimento), e na medula espinhal.
Os cientistas atuais estão investigando produtos farmacêuticos que poderiam ativar os NSCs inativos no caso das áreas onde os neurônios estão localizados ficarem danificados. Outros caminhos de pesquisa procuram descobrir maneiras de transplantar os NSCs em áreas danificadas e coaxá-los para migrar através das áreas danificadas. Ainda outros pesquisadores de células-tronco buscam retirar células-tronco de outras fontes (ou seja, embriões) e influenciar essas células a se desenvolverem em neurônios ou células gliais. As mais controversas destas células estaminais são as obtidas a partir de embriões humanos, que devem ser destruídas para obter as células. Os cientistas têm sido capazes de criar células estaminais pluripotentes induzidas através da reprogramação de células somáticas adultas (células do corpo, excluindo espermatozóides e óvulos) através da introdução de certos genes reguladores. No entanto, a geração de células reprogramadas requer o uso de um retrovírus e, portanto, estas células têm o potencial de introduzir vírus nocivos causadores de câncer em pacientes. As células estaminais embrionárias (ESC) possuem um potencial incrível, uma vez que são capazes de se transformar em qualquer tipo de célula encontrada no corpo humano, mas são necessárias mais pesquisas para desenvolver melhores métodos de isolamento e geração de ESC.
A recuperação de células estaminais é uma área de pesquisa onde muito tem sido descoberto sobre a promessa e as complexidades da terapia com células estaminais. Duas abordagens principais podem ser tomadas para a terapia com células-tronco: a abordagem endógena ou a abordagem exógena. A abordagem endógena depende da estimulação de células estaminais adultas dentro do próprio corpo do paciente. Estas células estaminais encontram-se em duas zonas do giro dentado (parte do hipocampo) no cérebro, assim como no estriato (parte dos gânglios basais localizados no interior dos hemisférios cerebrais), no neocórtex (a espessura externa do córtex cerebral altamente convoluto), e na medula espinhal. Em modelos de ratos, fatores de crescimento (substâncias mediadoras do crescimento celular), como o fibroblasto fator de crescimento-2, fator de crescimento endotelial vascular, fator neurotrófico derivado do cérebro e eritropoietina, têm sido administrados após acidentes vasculares cerebrais em um esforço para induzir ou aumentar a neurogênese, evitando assim danos cerebrais e estimulando a recuperação funcional. O fator de crescimento mais promissor nos modelos de ratos foi a eritropoietina, que promove a proliferação de células progenitoras neurológicas e demonstrou induzir neurogênese e melhora funcional após acidente vascular encefálico embólico em ratos. Isto foi seguido por ensaios clínicos nos quais a eritropoietina foi administrada a uma pequena amostra de pacientes com AVC, que eventualmente mostraram melhorias dramáticas em relação aos indivíduos do grupo placebo. A eritropoietina também mostrou promessa em pacientes com esquizofrenia e em pacientes com esclerose múltipla. Entretanto, estudos adicionais precisam ser realizados em grupos maiores de pacientes a fim de confirmar a eficácia da eritropoietina.
As terapias com células estaminais exógenas dependem da extracção, cultivo in vitro e posterior transplante de células estaminais para as regiões do cérebro afectadas pelo AVC. Estudos têm demonstrado que as células estaminais adultas podem ser obtidas a partir do giro dentado, hipocampo, córtex cerebral e matéria branca subcortical (camada por baixo do córtex cerebral). Estudos reais de transplante foram realizados em ratos com lesão medular usando células-tronco que tinham sido biopsiadas da zona subventricular (área subjacente às paredes das cavidades cerebrais cheias de líquido, ou ventrículos) do cérebro adulto. Felizmente, não houve déficits funcionais como resultado da biópsia. Também houve estudos em ratos nos quais células-tronco neurais e células progenitoras (células indiferenciadas; semelhantes às células-tronco, mas com menor capacidade de diferenciação) foram transplantadas para regiões do cérebro danificadas por acidente vascular cerebral. Nestes estudos, os CCN enxertados diferenciaram-se com sucesso em neurônios e células gliais, e houve alguma recuperação funcional. A maior ressalva, entretanto, com terapias exógenas é que os cientistas ainda não entenderam completamente os mecanismos subjacentes de diferenciação das células progenitoras e sua integração nas redes neuronais existentes. Além disso, cientistas e clínicos ainda não sabem como controlar a proliferação, migração, diferenciação e sobrevivência das células progenitoras e seus descendentes. Isso se deve ao fato de que os NSCs são parcialmente regulados pelo microambiente especializado, ou nicho, no qual residem.
Há também pesquisas sobre células-tronco hematopoéticas (HSCs), que geralmente se diferenciam em células sanguíneas, mas também podem ser transdiferenciadas em linhagens neurais. Estas HSCs podem ser encontradas na medula óssea, sangue do cordão umbilical e células sanguíneas periféricas. Curiosamente, estas células têm sido mobilizadas espontaneamente por certos tipos de AVC e também podem ser mobilizadas pelo factor de estimulação da colónia de granulócitos (G-CSF). Estudos de G-CSF em ratos mostraram que ele pode levar a uma melhora funcional após o AVC, e estudos clínicos em humanos parecem promissores. Estudos exógenos também têm sido realizados em ratos com FCS. As CSCs foram administradas localmente no local de lesão em alguns estudos ou administradas sistemicamente através de transplante intravenoso em outros estudos. Este último procedimento é simplesmente mais viável, e os HSCs mais eficazes parecem ser os derivados do sangue periférico.
A investigação que tem sido feita em terapias com células estaminais para epilepsia e doença de Parkinson também demonstra a promessa e dificuldade de cultivar correctamente as células estaminais e introduzi-las num sistema vivo. Com relação aos ESC, estudos demonstraram que eles são capazes de serem diferenciados em neurônios dopaminérgicos (neurônios que transmitem ou são ativados por dopamina), neurônios motores espinhais e oligodendrócitos (células não neuronais associadas com a formação de mielina). Em estudos destinados ao tratamento da epilepsia, foram transplantados precursores neurais (ESNs) derivados de células-tronco embrionárias de camundongos para hipocampos de ratos epilépticos crônicos e ratos de controle. Após o transplante, não foram encontradas diferenças nas propriedades funcionais dos ESNs, pois todos eles exibiam as propriedades sinápticas características dos neurônios. Entretanto, ainda resta saber se as ESNs têm a capacidade de sobreviver por períodos prolongados no hipocampo epiléptico, de se diferenciar em neurônios com as funções hipocampais adequadas, e de suprimir déficits de aprendizagem e memória na epilepsia crônica. Os NSCs, por outro lado, já foram observados para sobreviver e diferenciar-se em diferentes formas funcionais de neurônios em ratos. Entretanto, não está claro se os NSCs podem se diferenciar nas diferentes formas funcionais em quantidades apropriadas e se eles podem sinapse adequadamente com os neurônios hiperexcitáveis, a fim de inibi-los, assim, freando as convulsões.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Tratamentos para a doença de Parkinson também mostram promessa e enfrentam obstáculos similares. Pesquisas clínicas têm sido realizadas sobre o transplante de tecido mesencefálico fetal humano (tecido derivado do cérebro médio, que faz parte do tronco cerebral) para os estriados de pacientes com Parkinson. Entretanto, este tecido é de disponibilidade limitada, o que torna o transplante de ESC mais atrativo. De fato, pesquisas já demonstraram que neurônios dopaminérgicos transplantáveis – o tipo de neurônios afetados na doença de Parkinson – podem ser gerados a partir de camundongos, primatas e ESCs humanos. A única grande diferença entre os DSEs de camundongos e humanos, entretanto, é que os DSEs humanos levam muito mais tempo para se diferenciarem (até 50 dias). Além disso, os programas de diferenciação para os CES humanos requerem a introdução de soro animal para se propagarem, o que pode violar certas regulamentações médicas, dependendo do país. Os pesquisadores também precisarão descobrir uma maneira de conseguir que as células progenitoras dopaminérgicas derivadas de ESC sobrevivam por um período maior de tempo após o transplante. Finalmente, há a questão da pureza das populações de células derivadas de ESC; todas as células devem ser certificadas como células precursoras dopaminérgicas antes de poderem ser transplantadas com segurança. No entanto, as técnicas de diferenciação e purificação estão melhorando a cada estudo. De fato, a geração de grandes bancos de populações de células puras e específicas para transplante humano continua sendo um objetivo alcançável.