Leite de dentes: uma mudança de profissão para as células

Quantas células existem no corpo humano? Algumas fontes acreditam que existem cerca de 100 trilhões delas, enquanto outras - 37,2. Quem estiver certo, qualquer uma dessas opções é incrível. As células no corpo de qualquer criatura viva desempenham uma variedade de funções, dependendo do local de origem. Células do sistema nervoso, isto é, os neurônios funcionam como mini computadores que coletam, armazenam, processam e transmitem informações através de reações elétricas e químicas. Glóbulos vermelhos, isto é, os glóbulos vermelhos transportam oxigênio vital por todo o corpo. A lista pode ser continuada, mas a essência é simples - cada célula tem sua própria especificação clara, programa, por assim dizer, que seguirá toda a sua existência. Ou não é verdade? Cientistas da Universidade de Zurique (Suíça) descobriram que as células-tronco epiteliais dentárias de camundongos são capazes de mudar de profissão sob a influência de fatores externos e se formar novamente nas células da glândula mamária. Como exatamente os cientistas conseguiram descobrir o quão complicado é o procedimento para alterar as especificações das células e qual o significado dessa descoberta para o tratamento de pacientes com câncer de mama? Encontraremos respostas para essas perguntas no relatório do grupo de pesquisa. Vamos lá

Base de estudo

O que a pele e os dentes têm em comum? Existe uma hipótese de que dentes, como glândulas sebáceas, mamárias e sudoríparas, cabelos e unhas, são apêndices ectodérmicos. Todos esses elementos derivados (apêndices) têm sua própria estrutura única, que se desenvolve como resultado de ligações cruzadas moleculares contínuas entre o epitélio e o mesênquima * .

Mesênquima * - uma coleção de células que possuem características morfológicas semelhantes em um certo estágio do desenvolvimento intra-uterino, mas subsequentemente essas células pertencem a grupos diferentes de acordo com a diferenciação celular, ou seja, tem funções diferentes.

Nos estágios iniciais do desenvolvimento do organismo, todos esses órgãos, portanto, suas células, têm características muito semelhantes, mas nos estágios posteriores do desenvolvimento, a reorganização molecular determina sua carreira. Alterações na expressão de moléculas reguladoras podem levar ao fato de que uma célula que se desenvolve ao longo de uma linha irá alterá-la drasticamente.

Outro aspecto comum a todos os órgãos ectodérmicos é a presença de uma população de células-tronco que pode gerar vários tipos de células necessárias para a homeostase e a regeneração ao longo do ciclo de vida.

Experimentos recentes permitiram identificar diferentes populações de células-tronco epiteliais, rastreando a linha genética em órgãos como cabelos, glândulas mamárias e dentes.

Falando especificamente sobre dentes, em humanos, infelizmente, eles não se regeneram, não voltam a crescer e não são atualizados (para deleite dos dentistas particulares). Mas em roedores, os incisivos crescem constantemente. Células- tronco epiteliais dentárias (DESC) multipotentes * que expressam marcadores de células-tronco Gli1, Bmi1 e Sox2 foram encontradas nas extremidades posteriores dos incisivos de camundongo.

As células-tronco multipotentes * dão origem a células de diferentes tecidos, mas a variedade de suas espécies é limitada aos limites de uma folha germinativa.

É lógico que essas células-tronco possam gerar todas as células epiteliais dentárias. Mas eles podem criar outra coisa?

Os pesquisadores lembram que, para identificar células-tronco epiteliais e avaliar sua plasticidade durante a regeneração de tecidos, a análise laboratorial por transplante de células é mais frequentemente usada, e as glândulas mamárias são ideais como objeto de análise. Durante o estudo da regeneração da mama, fragmentos epiteliais obtidos ou células epiteliais desagregadas (divididas em partes) são transplantadas para mesênquima mamário não epitelial, isto é, no revestimento de gordura, para gerar estruturas epiteliais ductais funcionais. Em outras palavras, as células da glândula jovem transformam as células do revestimento de gordura em sua própria espécie, dotando-as de suas funções.

Mas essa análise clássica é baseada no uso de células mamárias funcionais e não funcionais, novamente, glândulas mamárias. No estudo que estamos considerando hoje, os cientistas foram além e decidiram realizar a chamada recombinação de células quiméricas, usando células-tronco epiteliais dentárias (DESC).

Experiências semelhantes já foram realizadas anteriormente usando neurônios, células da medula óssea, ovários e até células cancerígenas. No entanto, os resultados não foram os mais encorajadores. O fato é que essas células epiteliais não mamárias não cresceram na estrutura da glândula mamária sem o apoio das células epiteliais mamárias (MEC - célula epitelial mamária ). Além disso, as células resultantes não podiam gerar dutos de leite. Simplificando, essas células se tornaram células mamárias, mas não funcionais.

Mas os cientistas de Zurique, em seu trabalho, conseguiram alcançar um inédito - forçar as células-tronco epiteliais dentárias a gerar linhas celulares não dentárias. Considere como eles tiveram sucesso.

Resultados da pesquisa

Como em estudos laboratoriais clássicos, o método de regeneração mamária foi utilizado neste trabalho para avaliar a plasticidade das células DESC, bem como sua capacidade de gerar células epiteliais da mama após o transplante em gordura corporal ( 1A ).


Imagem Nº 1

Os marcadores DESC que expressam as células epiteliais e as células-tronco ( 1B ) foram obtidos a partir da alça cervical * dos dentes incisivos, utilizando a proteína verde fluorescente (GFP) para identificação.

A alça cervical * é a área do órgão do esmalte no dente em desenvolvimento, onde os epitélios externo e interno do esmalte se unem.

Os DESCs resultantes foram misturados com células epiteliais mamárias primárias (MECs) e introduzidos em compressas adiposas não epiteliais da glândula mamária de camundongos imunocomprometidos com o gene RAG1 (gene ativador da recombinação).

As linhas celulares obtidas a partir dessas duas populações celulares foram determinadas por expressão de GFP para DESC e expressão induzida por lentivírus da proteína fluorescente DsRed para MEC.

Como grupo controle, foram utilizados camundongos que receberam injeções apenas de células MEC.

Oito semanas após o transplante ( 1C - 1I ) e 16,5 dias de gravidez ( 1J e 1K ), as células mamárias DESC e MEC formaram estruturas de ducto quimérico consistindo em células positivas para GFP derivadas de células MEC positivas para DESC e DsRed nas glândulas mamárias.

Em seguida, os cientistas decidiram realizar uma análise mais detalhada da distribuição do DESC transplantado no desenvolvimento de dutos quiméricos. Para isso, foi realizada uma dupla coloração de imunofluorescência para GFP e queratina 14 (Krt14), que são marcadores de células basais / mioepiteliais na glândula mamária adulta.


Imagem No. 2

As células GFP-positivas foram observadas nos compartimentos mioepiteliais * e Krt14-negativos luminais * ( 2C - 2K ).

Células mioepiteliais * - Expressam proteínas características do epitélio ectodérmico e células musculares lisas. Esse tipo de célula envolve as seções secretoras e os ductos excretores das glândulas mamárias, salivares, lacrimais e sudoríparas.

Células Luminais * - alinham a superfície apical (apical) do ducto de leite normal e têm propriedades secretoras. A maioria dos tipos de câncer de mama se origina de células luminais.

O compartimento * é o espaço dentro da célula, cercado por uma membrana e associado ao desempenho de uma função celular específica.

De todos os compartimentos epiteliais dos ductos quiméricos da glândula mamária, cerca de 20% das células eram descendentes de DESC. Os cientistas lembram que o epitélio luminal da glândula mamária é uma estrutura muito complexa de várias populações de células que podem ser classificadas em dois grupos: ductal e alveolar.

As células ductais revestem os ductos epiteliais. Entre essas células, existem aquelas que expressam receptores de estrogênio alfa. Eles são responsáveis ​​pela ativação da sinalização parácrina (relacionada à conexão de células em um órgão específico), necessária para prolongar o epitélio da glândula mamária quando exposto a estrógenos da puberdade.

As células alveolares, por sua vez, são a base dos processos alveolares secretores de leite que ocorrem durante o final da gravidez.

A imunofluorescência dupla para GFP (proteína verde fluorescente) e ER (receptor de estrogênio) no epitélio quimérico mostrou que as células positivas para GFP podem produzir células luminais positivas para ER e negativas para ER ( 2L - 2N ).

A capacidade das células positivas para GFP de induzir a formação de células luminais foi ainda confirmada por dupla coloração por imunofluorescência para GFP e queratina 8.

Uma das observações mais importantes durante a análise de imunofluorescência e imuno-histoquímica foi que as células DESC positivas para GFP podem ser transformadas no fenótipo totalmente funcional de células alveolares positivas para β- caseína * produtoras de leite ( 2O - 2R ).

A caseína * é uma das principais proteínas do leite (40% no leite humano).

Na próxima etapa do estudo, os cientistas decidiram verificar a flexibilidade das células DESC e se são capazes de reprogramar a regeneração do duto na ausência de epitélio mamário.

Para isso, foi realizada uma análise laboratorial por transplante de células, mas sem o uso de células epiteliais da mama, quando o DESC foi injetado diretamente na almofada de gordura ( 3A ).


Imagem No. 3

A análise de fluorescência de toda a estrutura (sem dissecção) revelou a formação de pequenas estruturas epiteliais ramificadas que expressam GFP ( 3B ). A imunofluorescência para GFP e a análise histológica detalhada mostraram que essas formações surgiram exclusivamente de células originárias de DESC ( 3E ) e que estavam cercadas por tecido fibroso (conjuntivo) denso ( 3C e 3D ).

A morfologia das células que compõem os ductos rudimentares era bastante diversa: do achatado ao colunar ( 3D ). Para uma análise mais detalhada dessas formações, foi avaliada a distribuição de Krt14 e ER.

A análise de imunofluorescência mostrou que essas estruturas consistem em células luminais que expressam Krt8 e células mioepiteliais positivas para Krt14 ( 3F e 3G ). As células que expressam ER também foram encontradas no epitélio desses ductos, mas sua expressão foi significativamente menor do que nas formações epiteliais mamárias quiméricas totalmente desenvolvidas ( 3H ).

A expressão de caseína também foi detectada em alguns dutos originários do DESC ( 3I ) incorporado. Isto sugere que as células obtidas são bastante capazes de iniciar a diferenciação na direção das células alveolares produtoras de leite.

Uma observação ainda mais interessante foi a expressão da amelogenina, que é um marcador típico de diferenciação de ameloblastos ( 3J ). O fato é que essas células pertencem aos produtores dos componentes orgânicos do esmalte dos dentes. Portanto, pode-se supor que exista pelo menos uma memória celular parcial de sua origem, apesar da alteração na especificação da célula.

Infelizmente, algumas das estruturas criadas foram transformadas em formações císticas ( 3K - 3M ), caracterizadas por células epiteliais achatadas, formando uma monocamada ( 3L e 3M ). Nesta fase do estudo, essas formações císticas ocorreram em 80% dos casos, no entanto, esse indicador diminuirá durante o aprimoramento da técnica.


Imagem No. 4

Durante o transplante de células DESC, a formação de tecido fibroso denso foi observada com bastante frequência. Detectou-se fibrose em alguma almofada de mama, onde o MEC e o DESC foram introduzidos, bem como em todos os revestimentos quando apenas o DESC foi introduzido ( 4A e 4B ). O tecido não epitelial ao redor dos ductos era composto por uma rede muito densa de fibras colágenas, como demonstrado pela coloração tricromômica de Masson * (4C e 4D).

A coloração tricrômica de Masson * é um método histológico, quando vários tecidos são corados em cores diferentes, o que permite determinar claramente sua presença / ausência, prevalência e concentração.

Para determinar a origem do tecido fibroso, foi realizada dupla coloração de imunofluorescência para GFP (proteína verde fluorescente) e SMA (actina do músculo liso), que é um marcador de miofibroblastos * associados ao tecido fibroso

O miofibroblasto * é um tipo de célula que se assemelha simultaneamente a fibroblasto e uma célula muscular lisa. Em caso de dano tecidual, os fibroblastos estão envolvidos na cicatrização, apertando a ferida.

Células positivas para GFP e positivas para SMA derivadas de DESC foram encontradas nos componentes não epiteliais da glândula mamária, isto é, no tecido fibroso que envolve os dutos e cistos ( 4E e 4F ).

Além disso, a fibronectina (glicoproteína da matriz extracelular), que é o principal componente do estroma mamário e do tecido fibroso ( 4G ), também foi detectada nos tecidos ao redor dos dutos e cistos. Tecidos positivos para GFP e fibronectina também estavam presentes ao redor dos ductos no tecido fibroso ( 4H ).

Para um conhecimento mais detalhado das nuances do estudo, recomendo que você analise o relatório dos cientistas .

Epílogo

Resumindo todas as anteriores, pode-se afirmar inequivocamente que as células-tronco epiteliais dentárias podem gerar todas as linhas de células epiteliais da mama no processo de regeneração dos ductos da glândula mamária. Isso indica sua plasticidade e o potencial de diferenciação ao longo de várias linhas.

Uma descoberta ainda mais importante é o fato de que, no momento, apenas as células DESC são capazes de iniciar a morfogênese do ramo específico da mama na ausência de epitélio mamário. Com um grau tão alto de plasticidade, o DESC pode ser usado na regeneração de tecidos que nada têm a ver com os dentes.

Além disso, este trabalho demonstrou novos métodos para lidar com as consequências do tratamento radical para o câncer de mama. Certamente, muitos cientistas estão agora focados em encontrar tratamentos para o próprio câncer. No entanto, embora esses métodos milagrosos não tenham sido implementados, a criação de uma técnica que permita a regeneração do tecido perdido devido à intervenção cirúrgica merece atenção especial.



O câncer de mama, como qualquer outro tipo de oncologia, é uma doença terrível que destrói a saúde física e mental de uma pessoa. E enquanto os médicos estão tratando, e os cientistas estão procurando novas ferramentas para combater a doença, parentes e amigos de pacientes que sofrem dessa doença devem lhes dar amor, carinho e apoio. Sim, palavras gentis não serão capazes de destruir as células cancerígenas, mas podem dissipar a tristeza, a tristeza, a sensação de desesperança e dar fé no futuro e fé na recuperação. E a fé na recuperação é o primeiro passo para alcançá-la.

Obrigado pela atenção, permaneçam curiosos, amem seus entes queridos e tenham uma boa semana de trabalho, pessoal. :)

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