Células-tronco - perspectiva da medicina regenerativa

Claudia M. C. Batista
Instituto de Ciências Biomédicas
Programa de Bioengenharia Tecidual
Universidade Federal do Rio de Janeiro
Células tronco:
Perspectivas na
Medicina
Regenerativa
Célula--tronco
Célula
É a que tem a capacidade de se diferenciar em mais de
um tipo celular
Totipotente:: somente o zigoto
Totipotente
Pluripotente:: embrião até 5 dias
Pluripotente
Multipotente
– cordão umbilical
– placenta
– adulto
Desenvolvimento de tecidos
Células progenitoras / matriz extracelular
Multiplicação e diferenciação de células
progenitoras
Estabelecimento da organização espacial
Pesquisa com CTE:
entender as cascatas de diferenciação celular
Programação celular: como?
ES
iPSC
Nanog
iPSC Oct4
Sox2
Fecundação e primeiros
planos de clivagem
Existe assimetria desde o primeiro momento
Magdalena Zernicka-Goetz
“Your destiny, from day 1”
Nature, 418: 14 (2002)
Bioengenharia Tecidual
MEDICINA REGENERATIVA
World population 1950-2050
Health care expenditures per capita
The aging population
The world’s population
exceeded 6 billion during
1999 and is expected to
reach 9 billion by 2050.
As the economy of a country
grows, its health-care
spending increases, making
developing countries the
fastest-growing markets.
The number of people >65
will triple, reaching nearly 80
millions in USA by 2050, and
>85 will be multiplied by six.
Source: U.S. Bureau of the Census
Source: United Nations world
population estimates
Source: Baxter estimates
Células-tronco:
Uso em
bioengenharia
Medula Óssea
Tecido hematopoiético medular
APLICAÇÕES
CÉLULAS HEMATOPOIÉTICAS / MEDULA ÓSSEA
SUBSTITUTOS DE PELE E MUCOSAS
IMPLANTES ORTOPÉDICOS / CARTILAGEM E OSSO
SUBSTITUTOS DE PÁNCREAS E FÍGADO
TERAPIA CELULAR DE MÚSCULO CARDÍACO
REGENERAÇÃO NO SISTEMA NERVOSO
ENGENHARIA VASCULAR E NEOVASCULARIZAÇÃO
SUBSTITUTOS DE CÓRNEA
Medula óssea – cultivo in vitro
APLICAÇÕES
CÉLULAS HEMATOPOIÉTICAS / MEDULA ÓSSEA
SUBSTITUTOS DE PELE E MUCOSAS
IMPLANTES ORTOPÉDICOS / CARTILAGEM E OSSO
SUBSTITUTOS DE PÁNCREAS E FÍGADO
TERAPIA CELULAR DE MÚSCULO CARDÍACO
REGENERAÇÃO NO SISTEMA NERVOSO
ENGENHARIA VASCULAR E NEOVASCULARIZAÇÃO
SUBSTITUTOS DE CÓRNEA
Substitutos de epiderme
APLICAÇÕES
CÉLULAS HEMATOPOIÉTICAS / MEDULA ÓSSEA
SUBSTITUTOS DE PELE E MUCOSAS
IMPLANTES ORTOPÉDICOS / CARTILAGEM E OSSO
SUBSTITUTOS DE PÁNCREAS E FÍGADO
TERAPIA CELULAR DE MÚSCULO CARDÍACO
REGENERAÇÃO NO SISTEMA NERVOSO
ENGENHARIA VASCULAR E NEOVASCULARIZAÇÃO
SUBSTITUTOS DE CÓRNEA
Tecido ósseo
Implantação de condrócitos cultivados
in vitro
Flap periosteal
Lesão
Biopsia
Cultivo de células
Condrócitos
APLICAÇÕES
CÉLULAS HEMATOPOIÉTICAS / MEDULA ÓSSEA
SUBSTITUTOS DE PELE E MUCOSAS
IMPLANTES ORTOPÉDICOS / CARTILAGEM E OSSO
SUBSTITUTOS DE PÁNCREAS E FÍGADO
TERAPIA CELULAR DE MÚSCULO CARDÍACO
REGENERAÇÃO NO SISTEMA NERVOSO
ENGENHARIA VASCULAR E NEOVASCULARIZAÇÃO
SUBSTITUTOS DE CÓRNEA
Infarto anteroantero-lateral do ventrículo
Terapia celular de infarto do músculo cardíaco
APLICAÇÕES
CÉLULAS HEMATOPOIÉTICAS / MEDULA ÓSSEA
SUBSTITUTOS DE PELE E MUCOSAS
IMPLANTES ORTOPÉDICOS / CARTILAGEM E OSSO
SUBSTITUTOS DE PÁNCREAS E FÍGADO
TERAPIA CELULAR DE MÚSCULO CARDÍACO
REGENERAÇÃO NO SISTEMA NERVOSO
ENGENHARIA VASCULAR E NEOVASCULARIZAÇÃO
SUBSTITUTOS DE CÓRNEA
Matrizes tridimensionais
Osteoblastic cells regulate the
haematopoietic stem cell niche
L. M. Calvi1*, G. B. Adams3*, K.W. Weibrecht3, J.M. Weber1, D. P. Olson3,
M. C. Knight4, R. P. Martin3, E. Schipani4, P. Divieti4, F. R. Bringhurst4,
L. A. Milner2, H. M. Kronenberg4 & D. T. Scadden3
NATURE |VOL 425 | 23 OCTOBER 2003
Differential Notch signalling distinguishes neural
stem cells from intermediate progenitors
Ken-ichi Mizutani1,2*, Keejung Yoon1,2*{, Louis Dang1,3, Akinori Tokunaga1,2 & Nicholas Gaiano1,2,3,4
NATURE Vol 449|20 September 2007
Common Cues Regulate Neural and
Vascular Patterning
Christopher A. Jones and Dean Y. Li
Curr Opin Genet Dev. 2007 August ; 17(4): 332–336.
Tecido nervoso danificado interage com
células neurais em trama de biomaterial para
reconstituir o tecido perdido
Kook In Park, Yang D. Teng & Evan Y. Snyder
Nature Biotechnology 20, 1111 (2002)
Neurônios dopaminérgicos obtidos a partir de
células tronco embrionárias
Engenharia de Tecidos:
Tecidos: Reparo de
Nervos Periféricos
Use of nerve conduits with tissue engineered scaffold to stimulate and guide
peripheral nerve regeneration.
Tecnologia de CélulasCélulas-tronco neurais
.... no Rio de Janeiro,
> 80% de procedimentos médicos
de alta complexidade são realizados
nos Hospitais Universitários,
Institutos Nacionais de Câncer,
Traumato-Ortopedia e Cardiologia,
e alguns dos grandes hospitais públicos.