Antonio Carlos Campos de Carvalho

O ano de 2004 está apenas começando, mas o estudo e a utilização de células-tronco continuam sendo uma das grandes polêmicas no campo da bioética. Desde que o fisiologista alemão Theodor Schwann lançou, em 1839, as bases da teoria celular, pesquisadores de todo o mundo sentiram-se instigados com a possibilidade de gerar um organismo adulto completo a partir de apenas uma célula. Pesquisas com células-tronco avançam na busca de tratamentos para muitas doenças que afetam milhões de pessoas, mas o entendimento sobre os detalhes de como um organismo completo, com inúmeros tipos diferentes de células, forma-se a partir de apenas uma célula, já data do início do século 20. Foi nesse período que vários embriologistas, entre eles os alemães Hans Spermann e Jacques Loeb começaram a decifrar os segredos das células-tronco por meio de experimentos com células de embriões.

As pesquisas de Spermann e Loeb mostraram que quando as duas primeiras células de um embrião de anfíbio são separadas, cada uma é capaz de gerar um girino normal, e que, mesmo após as quatro primeiras divisões celulares de um embrião de anfíbio, o núcleo dessas células embrionárias ainda pode transmitir todas as informações necessárias à formação de girinos completos. Em 1996, o nascimento da ovelha Dolly, primeiro mamífero clonado a partir do núcleo de uma célula adulta diferenciada, trouxe a resposta sobre a possibilidade de um núcleo de uma célula totalmente diferenciada ser capaz de gerar um indivíduo adulto normal. Foi a primeira demonstração de que a vida animal poderia surgir de outra forma, a partir do núcleo de uma única célula do corpo de um indivíduo adulto.

Todo organismo pluricelular é composto por diferentes tipos de células. Todos os 200 tipos celulares distintos encontrados entre as cerca de 75 trilhões de células existentes em um homem adulto, derivam das células precursoras denominadas células-tronco, também denominadas células-mãe. São células mestras que têm a capacidade de se transformar em outros tipos de células, incluindo as do cérebro, coração, ossos, músculos e pele. O processo de geração das células especializadas - do sangue, dos ossos, dos músculos, do sistema nervoso e dos outros órgãos e tecidos humanos - é controlado pelo genes específicos na célula-tronco, mas os pesquisadores ainda não dominam todos os fatores envolvidos no processo. Compreender e controlar esse processo é um dos grandes desafios da ciência na atualidade.

É fundamental que as pesquisas com células-tronco embrionárias e adultas continuem a ser feitas para que possamos ter respostas para perguntas como: qual o melhor tipo de célula-tronco para ser usada em cada doença degenerativa? qual a melhor via de introdução dessas células? por quanto tempo duram os efeitos benéficos das terapias com células-tronco? será necessário e possível repetir-se os procedimentos de injeção de células-tronco no mesmo paciente? Ter uma legislação permitindo o uso de células-tronco embrionárias humanas em pesquisa é de fundamental importância.

Pesquisas recentes mostraram que células-tronco apresentam duas características básicas: são indiferenciadas e têm a capacidade de gerar não só novas células-tronco como também grande variedade de células de diferentes funções. Para realizar esta dupla tarefa (replicação e diferenciação), a célula-tronco pode seguir dois modelos básicos de divisão: o determinístico, no qual sua divisão gera sempre uma nova célula-tronco e uma diferenciada, ou aleatório (ou estocástico), no qual algumas células-tronco geram somente novas células-tronco e outras geram apenas células diferenciadas.

Existem diferentes tipos de células-tronco, mas a diferença básica está na existência de células-tronco embrionárias e células precursoras do organismo já desenvolvido, chamadas células-tronco adultas. Estas últimas recebem também a denominação pós-natal por alguns cientistas, por estarem presentes em recém-nascidos e no cordão umbilical.

Células-tronco embrionárias
Em 1998 a equipe do biólogo James Thomson, na Universidade de Wisconsin (instituição que detém a maioria das patentes sobre linhagens de células-tronco humanas nos Estados Unidos) tornou o sonho biotecnológico um pouco mais real, quando conseguiu isolar as primeiras células-tronco de embriões humanos. No mesmo ano, também foram isoladas células embrionárias germinativas humanas, derivadas das células reprodutivas primordiais de fetos, pelo embriologista John Geahart, da Universidade Johns Hopkins (EUA). Como as ES, as EG também são pluripotentes, ou seja, podem gerar qualquer célula do organismo adulto. A disponibilidade de células ES e EG humanas abriu horizontes impensáveis para a medicina, mas também trouxe complexos problemas ético-religiosos.

As células-tronco embrionárias têm a capacidade de se transformar em praticamente qualquer célula do corpo, com exceção da placenta, e são encontradas somente nos embriões. É essa capacidade que permite que um embrião se transforme em um organismo pluricelular formado. Cerca de cinco dias após a fertilização, o embrião humano se torna um blastocisto - uma esfera com aproximadamente 100 células. As encontradas em sua camada externa vão formar a placenta e outros órgãos necessários ao desenvolvimento fetal do útero. Já as existentes em seu interior, células-tronco embrionárias, formam quase todos os tecidos do corpo. Apesar de estudadas desde o século 19, há apenas 20 anos pesquisadores conseguiram cultivar em laboratório células retiradas da massa celular interna de blastocistos de camundongos. Essas células conhecidas como ES podem se proliferar indefinidamente in vitro sem se diferenciar, mas também podem se diferenciar se forem modificadas as condições de cultivo. A grande conquista dos cientistas foi encontrar as condições adequadas para que as células ES proliferem e continuem indiferenciadas.

Outra característica especial dessas células é que, quando reintroduzidas em embriões de camundongo, dão origem a células de todos os tecidos de um animal adulto, mesmo as germinativas (óvulos e espermatozóides). Apenas uma célula ES, no entanto, não é capaz de gerar um embrião. Isso significa que tais células não são totipotentes, como o óvulo fertilizado. O fato das células ES reintroduzidas em embriões de camundongo gerarem tipos celulares integrantes de todos os tecidos do animal adulto revela que elas têm potencial para se diferenciar também in vitro em qualquer desses tipos, de uma célula da pele a um neurônio. Vários laboratórios já conseguiram a diferencição de células ES de camundongos, em cultura, em tipos tão distintos quanto as células hematopoiéticas (precursoras das células sangüíneas) e as do sistema nervoso (neurônios, por exemplo), entre outras. A capacidade de direcionar esse processo de diferenciação permitiria que, a partir de células-tronco embrionárias, fossem cultivados controladamente os mais diferentes tipos celulares, abrindo a possibilidade de construir tecidos e órgãos in vitro, na placa de cultura, tornando viável a chamada bioengenharia.

O potencial terapêutico das células-tronco não pode e nem deve ser desprezado. O não benefício da utilização das células-tronco sempre existe, mas é preciso distingui-lo do malefício. Este sim seria um problema. Os testes clínicos realizados no mundo até o momento tiveram como objetivo principal afastar a possibilidade de malefícios. Até por este motivo não se realizaram ainda testes clínicos com as células-tronco embrionárias, pois ainda não há segurança de que se injetadas em pacientes no seu estado indiferenciado elas não possam levar ao surgimento de tumores.

Células-tronco adultas
Em 1998, a equipe italiana liderada pela bióloga Giuliana Ferrari, do Instituto San Rafaelle-Tellethon, apresentou o primeiro relatório sobre as propriedades das células-tronco adultas. Os pesquisadores estabeleceram que células-tronco de medula óssea podem dar origem a células musculares esqueléticas e podem migrar da medula para regiões lesadas no músculo. Estudos recentes constataram que além da pele, do intestino e da medula óssea, outros tecidos e órgãos humanos - fígado, pâncreas, músculos esqueléticos (associados ao sistema locomotor), tecido adiposo e sistema nervoso - têm um estoque de células-tronco e uma capacidade limitada de regeneração após lesões.

Mais recente ainda é a idéia de que essas células-tronco adultas são não apenas multipotentes (capazes de gerar os tipos celulares que compõem o tecido ou órgão específico onde estão situadas), mas também pluripotentes (podem gerar células de outros órgãos e tecidos). A pluripontecialidade foi demonstrada pela equipe de cientistas liderados pelos neurobiólogos Christopher Bjornson, da Universidade de Washington, Seattle, USA e Angelo Vescovi, do Instituto Nacional Neurológico de Milão, Itália, em janeiro de 1999. Os pesquisadores demonstraram que uma célula-tronco adulta derivada de um tecido altamente diferenciado e com limitada capacidade de proliferação pode seguir um programa de diferenciação totalmente diverso se colocada em um ambiente adequado. Também deixou claro que o potencial de diferenciação das células-tronco adultas não é limitado por sua origem embriológica: células neurais têm origem no ectoderma e células sangüíneas vêm do mesoderma embrionário. Essa pluripotencialidade das células-tronco adultas elimina não só as questões ético-religiosas, envolvidas no emprego das células-tronco embrionárias, mas também os problemas de rejeição imunológica, já que células-tronco do próprio paciente adulto podem ser usadas para regenerar seus tecidos ou órgãos lesados. Infelizmente, a pluripotencialidade das células-tronco adultas tem sido contestada por estudos desenvolvidos em diversos laboratórios, tornando ainda mais necessário que os cientistas possam investigar o uso de células-tronco embrionárias humanas nas terapias celulares, comparando-as com as células-tronco adultas.

Gostaria de enfatizar que as células-tronco autólogas (do próprio indivíduo) de qualquer fonte não curam as doenças, pois não corrigem as causas da doença seja ela infecciosa, ambiental ou genética. Elas permitem que se regenere os orgãos afetados, mas se a causa da doença não for removida, o orgão será novamente lesado. Sendo assim, é importante que se possa conjugar as terapias celulares com a gênica, por exemplo, na cura de doenças de origem genética. Isto requer a manipulação genética das células-tronco do indivíduo para corrigir o defeito genético antes de injetá-las no paciente. Se a doença for de causa infecciosa ou ambiental é preciso que além da terapia celular se remova o agente infeccioso ou ambiental causador da doença.

Existe a possibilidade da utilização de células-tronco heterólogas (de indivíduos diferentes do receptor) mas ainda há muita discussão a respeito de problemas de rejeição imunológica com estas células. Aqui novamente há ainda necessidade de muita pesquisa.

Antonio Carlos Campos de Carvalho é professor de fisiologia e biofísica da Universidade Federal do Rio de Janeiro e um dos responsáveis pelo Instituto de Bioengenharia Tecidual do Instituto do Milênio.

* Adaptação por Margareth Franco, do artigo de Antonio Carlos Campos de Carvalho, publicado originalmente na revista Ciência Hoje (SBPC), vol. 29, n. 172, junho de 2001, com autorização, revisão e atualização do autor.