Aplicação da bioengenharia em células tronco embrionárias humanas com superexpressão de FGF2 para estudar a sobrevivência dos motoneurônios em modelo animal de avulsão da raiz ventral

Resumo

A neurodegeneração causada por doenças e traumas é motivo de grande sofrimento e perdas econômicas. Células-tronco podem promover a sobrevivência neuronal e regeneração por dois mecanismos teoricamente possíveis: i) substituição celular e ii) entrega de fatores neurotróficos. Atualmente tem-se considerado que os efeitos positivos da terapia com células-tronco são explicados, em sua maior parte, por mecanismos de suporte trófico, que modulam a homeostase metabólica em neurônios. Entretanto, acreditamos que, com o avanço do conhecimento, as abordagens de substituição celular também serão possíveis. Por isso, é essencial compreender a homeostase das células tronco e as formas de alterar as suas propriedades de forma controlável. Estudos em nosso laboratório têm mostrado que as células tronco favorecem a sobrevivência neuronal e a neuroregeneração. A partir de agora, planejamos estudar como as células tronco podem ser "personalizadas" para propósitos particulares e como elas podem ser direcionadas, de forma governável, para adaptá-las às necessidades da neuroregeneração. Especificamente, propomos preservar motoneurônios afetados utilizando a capacidade de suporte das células tronco embrionárias humanas (hESC), projetadas especificamente para superexpressar o fator de crescimento de fibroblastos humanos 2 (FGF2). O FGF2 é conhecido como um fator que promove a sobrevivência e crescimento neuronal. Nossa hipótese é que o FGF2 está envolvido na modulação da homeostase metabólica celular. As hESC são um estabelecido protótipo de fonte de células para o futuro da medicina regenerativa. Além disso, as hESC são intensivamente utilizadas em pesquisas básicas e, adicionalmente, para o desenvolvimento de drogas. Recentemente, desenvolvemos métodos de bioengenharia para as hESC, em colaboração com a Universidade de Masaryk, em Brno, República Tcheca. Usando esses métodos, obtivemos clones de hESC que superexpressam FGF2 humano de forma induzida. Já importamos os clones das hESC à UNICAMP, de acordo com as mais exigentes normas éticas internacionalmente aceitas. Os clones das hESC serão aplicados em uma matriz 3D desenvolvida e utilizada em nosso laboratório para auxiliar a sobrevivência dos motoneurônios no modelo de avulsão da raiz ventral (VRA) em ratos. A sobrevivência dos motoneurônios será analisada por métodos imunohistoquímicos, morfológicos e de biologia molecular. O modelo com a produção induzida de FGF2 pelas células-tronco in vivo também irá proporcionar uma oportunidade única de estudar a sinalização metabólica relacionada ao FGF2. Este projeto de 2 anos é parte inicial do quadro de pesquisa colaborativa que visa desenvolver estratégias avançadas para a regeneração neuronal. (AU)