Célula-tronco embrionária

As células do zigoto, são ditas totipotentes, pois podem dar origem a todos os tecidos (ectoderme, mesoderme, endoderme e tecidos extra-embrionários) e suas posteriores especializações. Ao longo das divisões que ocorrem durante o desenvolvimento embrionário, há um estágio chamado de blastocisto, que possui uma massa interna de células envoltas pela trofoectoderme. A trofoectoderme gera apenas os tecidos extra-embrionários, enquanto as células da massa interna são conhecidas como células-tronco embrionárias, ditas pluripotentes porque podem dar origem a todos os tecidos do organismo (ectoderme, mesoderme e endoderme), mas não aos tecidos extra-embrionários.

As células-tronco possuem três características gerais: (a) dividem-se dando origem a células iguais a ela, (b) são indiferenciadas e (c) podem dar origem a células especializadas ou diferenciadas.

Formação das células-tronco embrionárias após a fertilização

• Dia 1: de 18 a 24 horas após a fertilização
• Dia 2 (24 para 25 horas): o zigoto sofre a primeira clivagem e produz um embrião de duas células
• Dia 3 (72 horas): o embrião chega ao estágio de 8 células, chamado de mórula. Neste estágio a influência do genoma materno (dada pela presença de mRNAs e proteínas no oócito) é reduzida
• Dia 4: as células do embrião aderem umas as outras, em um processo conhecido como compactação
• Dia 5: a cavidade do blastocisto é completada. A massa interna de células começa a se separar das células externas, que se tornarão a trofoectoderme e rodearão o blastocisto. A massa interna de células tem em torno de 30 células, que são as células-tronco embrionárias

Propriedades que definem uma célula-tronco embrionária

• Derivadas da massa interna de células do blastocisto
• Capazes de se multiplicar sem se diferenciar sem ficarem senescentes (auto-renovação), pois o gene da enzima telomerase está ativo
• Exibem e mantêm cariótipo normal após as divisões
• Podem dar origem a tipos celulares especializados, derivados dos folhetos embrionários
• Clonogênicas (uma única célula-tronco embrionária pode gerar uma colônia de células idênticas, com as mesmas propriedades da célula original)
• Podem ser induzidas à proliferação contínua ou à diferenciação
• Diferente das células somáticas, as células-tronco embrionárias não requerem nenhum estímulo externo para iniciar a replicação do DNA
• Não possuem cromatina sexual, ou seja, ainda não ocorreu a inativação de um dos cromossomos X nas fêmeas
• Geram teratomas in vivo
• Expressam vários marcadores específicos

Marcadores de células-tronco embrionárias

Os marcadores de superfície mais comuns são SSEA-3, SSEA-4, TRA-1-60, TRA-1-81, fosfatase alcalina e GTCM-2. Os fatores de transcrição mais comuns são Oct-4, Nanog, Sox2 e Rex1. A descrição de alguns deles encontra-se abaixo:

• Fator de transcrição Oct-4 (também chamado de Oct-3 ou Oct-3/4): responsável por regular a capacidade de auto-renovação, sendo necessário (mas não suficiente) para manter as células-tronco embrionárias num estado proliferativo não diferenciado. Um aumento de expressão de duas vezes ou mais causa diferenciação das células-tronco embrionárias em mesoderme ou endoderme, enquanto uma diminuição para 50% ou menos de expressão causa diferenciação em trofoectoderme
• Nanog: fator de transcrição que promove a auto-renovação e pluripotência das células-tronco embrionárias e também a formação do epiblasto

• BMP: quando atua na sinalização de Smad, inibe a diferenciação das células-tronco embrionárias, ao passo que também pode atuar na diferenciação em mesoderme ou endoderme na ausência de LIF (que neste caso atua ativando a sinalização via STAT3)
• LIF: além de atuar inibindo a diferenciação (via STAT3), quando envolvido na sinalização ERK, atua contribuindo para a diferenciação da células-tronco embrionárias

Pesquisas

Estudos com células-tronco embrionárias humanas podem gerar informações a respeito dos complexos eventos que ocorrem durante o desenvolvimento. O principal objetivo dessas pesquisas é identificar como células-tronco indiferenciadas se tornam células diferenciadas que formam tecidos e órgãos. Os cientistas sabem que a ativação e a repressão de genes tem um papel central nesse processo.

Ver também

• Célula-tronco

Ligações externas

• Keller, Gordon (2005). Embryonic stem cell differentiation: emergence of a new era in biology and medicine. Genes & Development. doi:10.1101/gad.1303605 
• Evans, Martin (2011). Discovering pluripotency: 30 years of mouse embryonic stem cells (PDF). Nature Reviews - Molecular Cell Biology 
• Boiani, Michele (2005). Regulatory networks in embryo-derived pluripotent stem cells. Nature Reviwes - Molecular Cell Biology. doi:10.1038/nrm1744