Newswise — JACKSONVILLE, Flórida — As células-tronco cultivadas em microgravidade a bordo da Estação Espacial Internacional (EEI) possuem qualidades únicas que poderão, um dia, ajudar a potencializar as novas bioterapias e a curar doenças complexas, de acordo com dois pesquisadores da Mayo Clinic. A análise da pesquisa pelo pesquisador Fay Abdul Ghani e pelo Dr. e Ph.D. Abba Zubair, publicada na NPJ Microgravity, descobriu que a microgravidade pode fortalecer o potencial regenerativo das células. O Dr. Zubair é especialista em medicina laboratorial e diretor médico do Centro de Bioterapias Regenerativas na Mayo Clinic, na Flórida. Abdul Ghani é um tecnólogo em pesquisa da Mayo Clinic. A microgravidade é a ausência de peso ou gravidade próxima a zero.
"Estudar células-tronco no espaço revelou mecanismos celulares que, de outra forma, não seriam detectados ou que seriam desconhecidos na presença da gravidade normal", explica o Dr. Zubair. "Essa descoberta indica um valor científico mais amplo para esta pesquisa, incluindo potenciais aplicações clínicas."
O Dr. Zubair lançou experimentos com células-tronco a partir do seu laboratório em três missões diferentes à EEI. Seu artigo de revisão fornece dados sobre a questão científica, "É o espaço, o ambiente ideal para o crescimento de um grande número de células-tronco?" Outra preocupação fundamental é se as células cultivadas no espaço poderiam manter sua força e função após seu retorno à Terra.
"O objetivo de quase todos os voos espaciais em que as células-tronco são estudadas é aumentar o crescimento de grandes quantidades de células-tronco seguras e de alta qualidade de grau clínico, com uma mínima diferenciação celular", diz o Dr. Zubair. "Nossa esperança é estudar essas células cultivadas no espaço para melhorar o tratamento para condições relacionadas à idade, como derrame, demência, doenças neurodegenerativas e câncer."
Os desafios do cultivo de células-tronco na Terra
As células-tronco adultas encontradas na medula óssea e no tecido adiposo (gordura) não se dividem e nem se diferenciam em células especializadas. Consequentemente, o número de células-tronco adultas em qualquer paciente é limitado. Para obter células-tronco suficientes para a pesquisa clínica ou para o uso em pacientes, as células devem ser multiplicadas e expandidas. É um processo caro e demorado, com resultados inconsistentes.
Através da pesquisa na Estação Espacial Internacional, os cientistas adquiriram uma nova compreensão de como as células se multiplicam, funcionam e se transformam em células especializadas. É importante ressaltar que eles também descobriram que a microgravidade promove um melhor crescimento e função celular em comparação com aquelas cultivadas em um ambiente de laboratório terrestre.
"O ambiente espacial oferece uma vantagem ao crescimento de células-tronco, proporcionando um estado tridimensional mais natural para a sua expansão, que se assemelha muito ao crescimento das células no corpo humano. Isso em comparação com o ambiente de cultura bidimensional disponível na Terra que é menos provável de imitar o tecido humano", explica o Dr. Zubair.
Descobertas a partir de células-tronco cultivadas no espaço
A utilidade imediata da pesquisa com células-tronco interestelares pode estar no crescimento do tecido para a modelagem de doenças. As células-tronco cultivadas no espaço poderiam ser utilizadas para recriar modelos reais de câncer e de outras doenças em uma placa de Petri. Portanto, pesquisadores poderão utilizar esses modelos para rastrear a progressão das doenças e testar novas terapias para detê-las.
Uma revisão abrangente dos artigos da Mayo Clinic e de outros centros de saúde acadêmicos mostra que a pesquisa espacial tem aplicações que vão além do laboratório. Várias linhagens de células-tronco cultivadas em ausência de peso demonstraram potencial clínico:
- As células-tronco mesenquimais são células-tronco adultas que secretam fatores de crescimento com potencial de cura. A equipe do Dr. Zubair documentou que as células-tronco mesenquimais expandidas em microgravidade têm maiores capacidades imunossupressoras do que as cultivadas na Terra.
- As células-tronco hematopoiéticas têm capacidades regenerativas no sangue para combater infecções, parar hemorragias e transportar oxigênio. As células-tronco hematopoiéticas cultivadas a bordo da EEI têm apresentado uma capacidade de se expandir e de se diferenciar em glóbulos vermelhos ou brancos que, um dia, poderão ser utilizados para tratar pacientes com cânceres sanguíneos.
- As células progenitoras cardiovasculares fornecem os blocos de construção dos vasos sanguíneos e do músculo cardíaco. Elas desempenham um papel crucial na restauração muscular. O crescimento das células progenitoras cardiovasculares no espaço, poderia, um dia, fornecer novas opções para restaurar os tecidos danificados por ataques cardíacos.
- As células-tronco neurais são encontradas no sistema nervoso central e desempenham um papel fundamental no desenvolvimento, manutenção e reparação do cérebro. As células neurais expandidas em um ambiente sem gravidade mantiveram suas capacidades regenerativas na Terra. Os pesquisadores estão estudando se as células neurais cultivadas no espaço poderiam oferecer terapia de reposição para doenças do sistema nervoso central.
Obstáculos à cura
Apesar da promessa da pesquisa com células-tronco extraterrestres, os pesquisadores enfrentam muitos desafios. As células podem perder a sua força e sua capacidade de funcionamento após exposição prolongada à microgravidade. Com o tempo, a radiação espacial pode danificar o DNA e afetar o crescimento das células. Outra preocupação é se as células cultivadas em microgravidade podem se tornar cancerígenas. No entanto, a equipe do Dr. Zubair não encontrou nenhuma evidência de dano cromossômico que pudesse desencadear câncer em células-tronco mesenquimais cultivadas no espaço.
A pesquisa com células-tronco no cosmos está em seus estágios iniciais, e os efeitos completos da multiplicação de células em ausência de gravidade ainda não são compreendidos como um todo. São necessários mais dados científicos, pesquisa e financiamento para ajudar os pesquisadores a compreender plenamente o potencial clínico das células expandidas no espaço.
"A pesquisa espacial realizada até agora é apenas um ponto de partida. Será possível uma perspectiva mais ampla sobre as aplicações de células-tronco à medida que a pesquisa continuar a explorar o uso do espaço para avançar na medicina regenerativa", escreve o Dr. Zubair.
A Administração Nacional da Aeronáutica e Espaço (NASA) e o Centro de Bioterapias Regenerativas da Mayo Clinic financiaram esta pesquisa. Reveja o artigo para uma lista completa dos autores, divulgações e financiamento.
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