Terapia com células CAR-T: reprogramação celular para o combate de neoplasias malignas / CAR-T cell therapy: cell reprogramming to combat malignant neoplasms

As células CAR-T são linfócitos geneticamente modificados para reconhecerem um espectro amplo de antígenos de superfície celulares. Além disso, atacam células tumorais malignas, que expressam esses antígenos, por meio da ativação da coestimulação citoplasmática, secreção de citocinas, citólise de células tumorais e proliferação de células T. O objetivo desse estudo é abordar a imunoterapia com células CAR-T, a fim de explicar seu conceito, processo de fabricação e papel no tratamento de neoplasias hematológicas e tumores sólidos. Foi realizada uma revisão através do portal PubMed, utilizando como descritores: "car-t cell therapy" e "neoplasms", determinados com base nos "Descritores em Ciências da Saúde". Foram obtidos, inicialmente, 10 artigos, os quais foram lidos integralmente para a confecção dessa revisão. Além disso, foram adicionados 3 ensaios clínicos atualizados sobre o tema. Na terapia com células CAR-T, as células T são coletadas do paciente, geneticamente modificadas para incluir receptores de antígeno específicos e, posteriormente, expandidas em laboratórios e transfundidas de volta para o paciente. Assim, esses receptores podem reconhecer células tumorais que expressam um antígeno associado a um tumor. A terapia com células CAR-T é mais conhecida por seu papel no tratamento de malignidades hematológicas de células B, sendo a proteína CD19 o alvo antigênico mais bem estudado até o momento. Entretanto, estudos estão sendo feitos para verificar a eficácia desse tratamento, também, em tumores sólidos. Portanto, apesar de inicialmente ser indicada apenas para um grupo seleto de pessoas, essa terapia tem demonstrado grande potencial para atuar em um espectro maior de pacientes.

The CAR-T cells are lymphocytes genetically modified to recognize a broader spectrum of cell surface antigens. In addition, they attack malignant tumor cells, which express these antigens, by activating cytoplasmic co-stimulation, cytokine secretion, tumor cell cytolysis and T cell proliferation. The aim of this study is to address immunotherapy with CAR-T cells, in order to explain its concept, manufacturing process and role in the treatment of hematological neoplasms and solid tumors. This is a literature review conducted through the PubMed portal, that uses the terms "car-t cell therapy" and "neoplasms" as descriptors, determined based on the DeCS (Descritores em Ciências da Saúde). To prepare this review, initially 10 articles were found and read in full. In addition, 3 updated clinical trials on the subject were added. For CAR-T cell therapy, T cells are collected from the patient, genetically modified to include specific antigen receptors, and later expanded in laboratories and transfused back to the patient. Thus, these receptors can recognize tumor cells that express a tumor-associated antigen. CAR-T cell therapy is best known for its role in the treatment of B cell hematological malignancies, with the CD19 protein being the most studied antigenic target to date. However, studies are being conducted to verify the effectiveness of this treatment, also, in solid tumors. Therefore, despite being formulated only for a selected group of patients, this therapy has great potential to act on a broader spectrum of patients.

Induction of pluripotent stem cells by reprogramming human ocular fibroblasts under xeno-free conditions / Indução de células-tronco pluripotentes pela reprogramação de fibroblastos oculares humanos sob condições xeno-livre

ABSTRACT Purposes: To develop an efficient and xeno-free standard eye-derived induced pluripotent stem cell reprogramming protocol for use during induced pluripotent stem cell-based cell therapies in treating retinal degenerative diseases and to compare the relative effectiveness of both animal- and non-animal-derived culture systems in the generation of induced pluripotent stem cells. Methods: Primary cultured human pterygium fibroblasts and human Tenon's capsule fibroblasts were induced to induced pluripotent stem cells using a non-in­tegrated virus under two xeno-free systems; as part of this study, a traditional non-xeno-free reprogramming system was also assessed. Induced pluripotent stem cell clones were selected and counted by live staining. Reprogramming efficiencies were evaluated between the fibroblasts and among different culture systems. In a series of experiments, such as PCR and immunofluorescence staining, the induced pluripotent stem cells were characterized. Results: Human pterygium fibroblast- and human Tenon's capsule fibroblast-derived induced pluripotent stem cells were successfully established using different reprogramming systems, under which they exhibited properties of induced pluripotent stem cells. Reprogramming efficiencies of induced pluripotent stem cells using the cell therapy system, the traditional system, and the E6/E8 system were 0.014%, 0.028%, and 0.001%, respectively, and those of human pterygium fibroblast- and human Tenon's capsule fibroblast-derived induced pluripotent stem cells-using the aforementioned systems-were 0.018% and 0.017%, respectively. Conclusions: Sendai virus facilitates induced pluripotent stem cell reprogramming of ocular fibroblasts-both human pterygium and human Tenon's capsule fibroblasts being safe and efficient for induced pluripotent stem cell reprogramming. Although the reprogramming efficiencies of ocular-derived induced pluripotent stem cells under xeno-free conditions were not superior to those observed using the traditional reprogramming system, the cell therapy system reprogramming system is a good option when induced pluripotent stem cells are to be induced under xeno-free conditions.

RESUMO Objetivos: Desenvolver um protocolo padrão, eficiente e xeno-livre, para a reprogramação de células-tronco pluripotentes induzidas, que possa ser usado durante as terapias de células-tronco pluripotentes induzidas para o tratamento de doenças degenerativas da retina, e comparar a eficácia relativa de sistemas de cultivo de origem animal e de origem não animal na geração de células-tronco pluripotentes induzidas. Métodos: Cultivos primários de fibroblastos de pterígio humano e de fibroblastos da cápsula de Tenon humanos foram induzidos a células-tronco pluripotentes induzidas usando um vírus não integrado sob dois sistemas xeno-livres; um sistema tradicional de reprogramação não xeno-livre também foi avaliado como parte deste estudo. Os clones de células-tronco pluripotentes induzidas foram selecionados e contados por coloração de células vivas. As eficiências de reprogramação foram avaliadas entre os diferentes fibroblastos e entre os diferentes sistemas de cultivo. Uma série de experimentos, como o PCR e a coloração por imunofluorescência, foram conduzidos para caracterizar as células-tronco pluripotentes induzidas. Resultados: Célu­las-tronco pluripotentes induzidas derivadas de fibroblastos de pterígio humano e fibroblastos da cápsula de Tenon humanos foram estabelecidas com sucesso sob diferentes sistemas de reprogramação e exibiram propriedades de células-tronco pluripotentes induzidas. As eficiências de reprogramação das células-tronco pluripotentes induzidas usando o sistema de terapia celular, o sistema tradicional e o sistema E6/E8 foram 0,014, 0,028% e 0,001%, respectivamente. Além disso, as efi­ciências de reprogramação de células-tronco pluripotentes induzidas derivadas de fibroblastos de pterígio humano e de fibroblastos da cápsula de Tenon humanos usando todos os sistemas acima foram de 0,018% e 0,017%, respectivamente. Conclusões: O vírus Sendai pode ser usado para facilitar a reprogramação de fibroblastos oculares pelas células-tronco pluripotentes induzidas. Tanto os fibroblastos de pterígio humano quanto os fibroblastos da cápsula de Tenon humanos são seguros e eficientes para a reprogramação de células-tronco pluripotentes induzidas. Embora as eficiências de reprogramação das células-tronco pluripotentes induzidas de origem ocular sob condições xeno-livres não tenham sido superiores às eficiências observadas para o sistema tradicional de reprogramação, o sistema de reprogramação sistema de terapia celular é uma boa opção para a indução de células-tronco pluripotentes induzidas sob condições xeno-livres.

Câncer de mama: Reprogramação do metabolismo tumoral / Breast Cancer: tumoral metabolism reprogramming

O câncer de mama é a neoplasia de maior incidência em mulheres de todo o mundo, cuja mortalidade se deve principalmente ao desenvolvimento de metástases (condição patológica em que as células tumorais conseguem atravessar a matriz extracelular e se estabelecer em outros tecidos). Devido à importância epidemiológica dessa doença, estudos têm sido realizados em busca de uma melhor compreensão dos processos que atuam na carcinogênese e/ou tumorigênese e que, consequentemente, levam ao desenvolvimento de novas formas de diagnóstico e tratamento que sejam cada vez mais efetivos. Para manter a alta taxa de proliferação e desenvolver um perfil agressivo, características que são observadas em células tumorais, diversas alterações no metabolismo celular se tornam necessárias. O metabolismo tumoral começou a ser descrito por Otto Warburg em 1920, onde afirma que células cancerosas metabolizam glicose de forma diferente das células normais através da glicólise aeróbica. Dados recentes mostram que as alterações também ocorrem no metabolismo lipídico, apontando para uma reprogramação celular. A possibilidade de novos alvos farmacológicos inseriu o metabolismo como alvo das pesquisas recentes. Entretanto, e apesar do avanço, 90 anos depois da descoberta feita por Warburg, os estudos ainda não conseguiram esclarecer por completo como o metabolismo tumoral funciona, demonstrando assim a necessidade de mais pesquisas. Tendo em vista este cenário, essa revisão tem como objetivo documentar e discutir os principais resultados obtidos até o momento, como apontar e sugerir áreas de investigação. (AU)

Breast cancer is the most prevalent neoplasm in women worldwide, whose mortality is mainly due to the development of metastasis (pathological condition in which cancer cells can cross the extracellular matrix and settle in other tissues). Due to the epidemiological importance of this disease, studies have been carried out in order to better understand the processes involved in carcinogenesis and/or tumorigenesis and, consequently, allow the development of new forms of diagnosis and treatment that are increasingly effective. To maintain the high proliferation rate and develop an aggressive profile, features that are observed in tumor cells, several changes in cellular metabolism become necessary. Tumor metabolism began to be described by Otto Warburg in 1920, where he states that cancer cells metabolize glucose differently from normal cells through aerobic glycolysis. Recent data show that changes also occur in lipid metabolism, pointing to cellular reprogramming. The possibility of new pharmacological targets, inserted the metabolism as a target of recent research. However, despite the breakthrough, 90 years after Warburg discovery, studies have not yet been able to fully clarify how tumor metabolism works, demonstrating the need for more research. In view of this scenario, this review aims to document the main results obtained so far and to discuss those aspects that are not yet well understood. (AU)

Induced pluripotent stem cells reprogramming: Epigenetics and applications in the regenerative medicine / Células-tronco de pluripotência induzida: papel da epigenética na reprogramação e sua aplicabilidade clínica

Summary Induced pluripotent stem cells (iPSCs) are somatic cells reprogrammed into an embryonic-like pluripotent state by the expression of specific transcription factors. iPSC technology is expected to revolutionize regenerative medicine in the near future. Despite the fact that these cells have the capacity to self-renew, they present low efficiency of reprogramming. Recent studies have demonstrated that the previous somatic epigenetic signature is a limiting factor in iPSC performance. Indeed, the process of effective reprogramming involves a complete remodeling of the existing somatic epigenetic memory, followed by the establishment of a "new epigenetic signature" that complies with the new type of cell to be differentiated. Therefore, further investigations of epigenetic modifications associated with iPSC reprogramming are required in an attempt to improve their self-renew capacity and potency, as well as their application in regenerative medicine, with a new strategy to reduce the damage in degenerative diseases. Our review aimed to summarize the most recent findings on epigenetics and iPSC, focusing on DNA methylation, histone modifications and microRNAs, highlighting their potential in translating cell therapy into clinics.

Resumo As células-tronco de pluripotência induzida (CTPI) ou do inglês induced pluripotent stem cells (iPSCs) são células somáticas reprogramadas para o estado embrionário por meio da expressão de fatores ectópicos de transcrição específicos, tornando-as um alvo promissor para a medicina regenerativa. Apesar das CTPI compartilharem características embrionárias, como pluripotência e capacidade de autorrenovação, elas possuem uma baixa eficiência de reprogramação, sendo a memória epigenética uma das principais barreiras nesse processo. A epigenética é caracterizada por alterações reversíveis e herdáveis no genoma funcional que não alteram a sequência de nucleotídeos do DNA. Dentre as diferentes modificações epigenéticas, destacam-se metilação de DNA, alterações em histonas e microRNA. Atualmente, sabe-se que o processo de reprogramação efetivo das CTPI envolve um completo remodelamento da memória epigenética somática existente, seguido pelo estabelecimento de uma "assinatura epigenética" que esteja de acordo com o novo tipo de célula a ser diferenciada. Modificações epigenéticas personalizadas são capazes de melhorar o rendimento e a efetividade das CTPI geradas, abrindo uma nova perspectiva para a terapia celular. Nesta revisão reunimos as principais informações sobre os fatores epigenéticos que afetam a reprogramação das CTPI, bem como seus benefícios na aplicação da terapia celular.

Development of the endocrine pancreas and novel strategies for beta-cell mass restoration and diabetes therapy

Diabetes mellitus represents a serious public health problem owing to its global prevalence in the last decade. The causes of this metabolic disease include dysfunction and/or insufficient number of β cells. Existing diabetes mellitus treatments do not reverse or control the disease. Therefore, β-cell mass restoration might be a promising treatment. Several restoration approaches have been developed: inducing the proliferation of remaining insulin-producing cells, de novo islet formation from pancreatic progenitor cells (neogenesis), and converting non-β cells within the pancreas to β cells (transdifferentiation) are the most direct, simple, and least invasive ways to increase β-cell mass. However, their clinical significance is yet to be determined. Hypothetically, β cells or islet transplantation methods might be curative strategies for diabetes mellitus; however, the scarcity of donors limits the clinical application of these approaches. Thus, alternative cell sources for β-cell replacement could include embryonic stem cells, induced pluripotent stem cells, and mesenchymal stem cells. However, most differentiated cells obtained using these techniques are functionally immature and show poor glucose-stimulated insulin secretion compared with native β cells. Currently, their clinical use is still hampered by ethical issues and the risk of tumor development post transplantation. In this review, we briefly summarize the current knowledge of mouse pancreas organogenesis, morphogenesis, and maturation, including the molecular mechanisms involved. We then discuss two possible approaches of β-cell mass restoration for diabetes mellitus therapy: β-cell regeneration and β-cell replacement. We critically analyze each strategy with respect to the accessibility of the cells, potential risk to patients, and possible clinical outcomes.

Uso de células-tronco pluripotentes induzidas para compreensão de alterações em cardiomiócitos de pacientes com cardiomiopatias de base-genética / Induced pluripotent stem cells to study cardiomyocytes derived from patients with genetic cardiomyopathies

O estudo de mutações genéticas como causa das cardiomiopatias teve início com a descoberta de mutações em proteínas sarcoméricas que levavam à Cardiomiopatia Hipertrófica, desde então, alterações em diversos genes, de proteínas contráteis ou não, foram descobertas e listadas como a responsável pelo desenvolvimento de diferentes cardiomiopatias. Estudar o efeito destas mutações nos cardiomiócitos destes pacientes permanecia um desafio devido ao difícil acesso às células cardíacas. Em 2007, a técnica de reprogramação de células somáticas em células-tronco pluripotentes foi descoberta. Pelo fato das células-tronco pluripotentes serem capazes de ser diferenciadas em cardiomiócitos, surgiu-se a possibilidade de se estudar essas células de indivíduos portadores das mutações genéticas. Esta tese teve como objetivo a criação de um modelo celular para estudar a Cardiomiopatia Hipertrófica causada por mutações genéticas. Inicialmente foi estabelecido um protocolo de reprogramação celular para se estabelecer linhagens celulares das células-tronco induzidas de um paciente com mutação no gene MYH7. Tendo as células caracterizadas, elas foram diferenciadas em cardiomiócitos através de um protocolo adaptado de protocolos de diferenciação direta em cardiomiócitos. Os cardiomiócitos gerados apresentaram características moleculares e funcionais semelhantes à cardiomiócitos primários humanos e foi visualizado, através de microscopia eletrônica de transmissão, que os cardiomiócitos do paciente com alteração genética possuíam grande proporção de sarcômeros desorganizados em comparação a cardiomiócitos de indivíduos saudáveis. Em conclusão, o modelo celular desenvolvido sugere ser possível o estudo do efeito de mutações genéticas em Cardiomiopatia Hipertrófica.

The study of genetic mutations as the cause of cardiomyopathies initiates with the discovery of mutations in sarcomeric proteins genes that lead to Hypertrophic Cardiomyopathy. Since then, mutations in several genes, coding to sarcomeric proteins or not, were discovered and listed as the reason to the cardiomyopathies. To study the effect of these mutations was a challenge due the difficulty to accesses cardiac cells. In 2007, the technique of reprogramming somatic cells into pluripotent stem cells was discovered. The fact that the pluripotent stem cells are capable of differentiating into cardiomyocytes opened the opportunity to study these cells from individuals with genetic mutations. This thesis aimed to create a cellular model to study Hypertrophic Cardiomyopathy caused by genetic mutations. Initially we established a cell reprogramming protocol to establish induced stem cells lines from a patient with mutation in MYH7 gene. Having characterized the cells, they were differentiated into cardiomyocytes using an adapted protocol from direct differentiation protocols. Cardiomyocytes generated showed molecular and functional characteristics similar to human primary cardiomyocytes and were visualized by means of transmission electron microscopy. The patient's cardiomyocytes had a large proportion of disorganized sarcomeres compared to cardiomyocytes from healthy individuals. In conclusion, the cell model developed suggests that it is possible to study the effect of genetic mutation in Hypertrophic Cardiomyopathy using induced pluripotent stem cells derived cardiomyocytes.

Nuevo método de reprogramación célular: para obtener células madre pluripotentes a partir de células somáticas: descubierto por investigadores de la Universidad de Pekín / New reprogramming method to get pluripotent stem cells: from somatic cells: discovered by Pekin University researchers

Se reseña la publicación de un importante trabajo donde se reporta el éxito obtenido por científicos chinos utilizando sustancias de bajo tamaño molecular, que actúan como reguladores de enzimas y de procesos bioquímicos de señalización, en la reprogramación de células diferenciadas de ratón para convertirlas en células madre pluripotentes similares a las células madre embrionarias y a las células madre pluripotentes inducidas por genes de factores de transcripción. Se hace referencia a las publicaciones previas de los investigadores que lograron por primera vez el mismo propósito con diferentes métodos. Se comentan las ventajas del nuevo método.

This is a review of an important publication by Chinese scientists about the successful reprogramming of differentiated murine cells to pluripotent stem cells that resemble embryonic stem cells using small-molecule compounds that act as regulators of enzymes and signaling pathways. Reference is made of previous publications by researchers who achieved for the first time the same goal by different methods. Comments on the advantages of the new method are included.

Aplicaciones méiicas de las células pluripotentes inducidas paciente-específicas / Medical applicaiions of induced pluripotent cells specific-patient / Aplicações méicaas das células pluripotentes induzidas paciente-específicas

Los recientes avances en la implementación de estrategias de reprogramación genética en células somáticas para la producción de células pluripotentes inducidas (iPS), abren la posibilidad de generar células pluripotentes para estudios del desarrollo embrionario y la diferenciación celular, herramientas para detección in vitro de nuevos medicamentos y evaluación de su eficacia y toxicidad, desarrollo de modelos in vitro de enfermedades humanas y uso en terapia celular. Las iPS, son células que muestran características fenotípicas y funcionales similares a las observadas en células madre embrionarias, sin los cuestionamientos éticos y legales de la manipulación de embriones. En particular, la generación de las células pluripotentes inducidas paciente-específicas ha permitido dilucidar los procesos fisiopatológicos de diversas enfermedades genéticas de etiología conocida y desconocida, así como plantean la posibilidad de realizar terapia celular autóloga y terapia génica basada en células para la regeneración tisular dependiendo de las necesidades individuales.

Recent advances in the implementation of strategies of genetic reprogramming somatic cells to produce induced pluripotent cells (iPS), open the possibility of generating pluripotent cells for studies of embryonic development and cell differentiation, tools for in vitro detection of new drugs and evaluation of their efficacy and toxicity, in order to develop in vitro models of human disease and use in cell therapy. iPS cells are showing phenotypic and functional characteristics similar to those seen in embryonic stem cells, without the ethical and legal questionings of the experimental manipulation of embryos. In particular, generation of patient-specific pluripotent stem cells elucidate the pathophysiological processes of various genetic diseases of known and unknown aetiology, and raises the possibility of autologous cell therapy and cell-based gene therapy for tissue regeneration depending individual needs.

Os recentes avanços na implementação de estratégias de reprogramação genética em células somáticas para a produção de células pluripotentes induzidas (iPS), abrem a possibilidade de gerar células pluripotentes para estudos do desenvolvimento embrionário e a diferenciação celular, ferramentas para detecção in vitro de novos medicamentos e avaliação da sua eficácia e toxicidade, desenvolvimento de modelos in vitro de doenças humanas e uso em terapia celular. As iPS, são células que mostram características fenotípicas e funcionais similares às observadas em células tronco embrionárias, sem os questionamentos éticos e legais da manipulação de embriões. Em particular, a geração das células pluripotentes induzidas paciente-específicas tem permitido elucidar os processos fisiopatológicos de diversas doenças genéticas de etiologia conhecida e desconhecida, assim como estabelecem a possibilidade de realizar terapia celular autóloga e terapia gênica baseada em células para a regeneração tecidual dependendo das necessidades individuais.

Células Troncales en el Desarrollo y las Perspectivas de Reprogramación Celular para la Regeneración / Stem Cells in Development and the Perspectives of Cellular Reprogramming for Regeneration

Los organismos multicelulares se desarrollan a partir de una sola célula: el cigoto. A lo largo de su ontogenia, las células que derivan del cigoto despliegan distintos programas celulares, los cuales son estabilizados por mecanismos epigenéticos. Los programas de las células troncales son más inclusivos, siendo mayor el silenciamiento que la activación de genes durante el proceso de diferenciación celular. Experimentalmente, se ha logrado que células en estado de diferenciación terminal reactiven el programa de células troncales y recuperen su pluripotencialidad, proceso llamado reprogramación. Esto despierta esperanzas en el avance de una medicina regenerativa con nuevas capacidades para el tratamiento de enfermedades crónicas, sin las restricciones éticas del uso de células embrionarias.

Multicellular organisms develop from one cell: the zygote. During ontogeny, cells derived from the zygote display different cellular programs that are stabilized through epigenetic mechanisms. The programs of stem cells seem more inclusive, and during the process of differentiation a larger number of genes are silenced than activated. The reactivation of pluripotency recovers of the stem cell program in terminally differentiated cells has been achieved experimentally. This process, called reprogramming, brings new hope for the development of a regenerative medicine with new capabilities for the treatment of chronic diseases, without the ethic restrains imposed by the use of embryonic cells.

Los pseudoembriones: ¿una inteligibilidad en el límite de nuestra inteligencia? / Pseudo embryos: intelligibility in the limit of our intelligence? / Os pseudo-embriões: uma inteligibilidade no limite de nossa inteligência?

La investigación científica ha posibilitado nuevas esperanzas en la curación de diversas patologías provocadas por procesos degenerativos o por daño directo sobre órganos y tejidos. Una de las líneas de estudio más prometedoras es la utilización de células pluripotenciales, siendo su fuente principal los embriones obtenidos en las técnicas de fertilización asistida. Mas los cuestionamientos éticos respecto a la utilización y destrucción de ellos ha llevado al ingenio humano a desarrollar entidades que semejan embriones pero que no lo serían esencialmente. Si esto fuera cierto, su utilización para obtener esas valiosas células no sería objetable. Estos pseudoembriones desafían a nuestra inteligencia a establecer su verdadero estatuto ontológico. Este trabajo busca reflexionar sobre la dificultad para aplicar los distintos criterios que utiliza nuestra inteligencia para identificar o no, en una serie de entidades naturales y creadas por el hombre, la presencia de un individuo humano con todos sus derechos y dignidad.

Scientific research has made possible new hopes for the cure of diverse pathologies provoked by degenerative processes or by direct damage on organs and tissues. One of the fields of study most promising is the use of pluripotential cells, being their main origin embryos obtained by assisted reproduction techniques. But, the ethical questioning with respect to their use and destruction has guided human talent to develop entities similar to embryos, but not essentially. If this were true, their use to obtain these valuable cells will not be ethically objectionable. These pseudo embryos challenge our intelligence to establish their true ontological statute. This article reflects about the difficulty in applying the different criteria that our intelligence uses to identify or not the presence of a human being with all his/her rights and dignity in a series of natural and created by man entities.

A investigação científica tem possibilitado novas esperanças na cura de diversas patologias provocadas por processos degenerativos ou por dano direto sobre órgãos e tecidos. Uma das linhas de estudo mais promissoras é a utilização de células pluripotenciais, sendo sua fonte principal os embriões obtidos nas técnicas de fertilização assistida. Mas os questionamentos éticos a respeito da utilização e destruição deles tem levado a engenhosidade humana a desenvolver entidades que se assemelham a embriões, mas que não seriam essencialmente. Se isto for certo, sua utilização para obter essas valiosas células não seria objetável. Estes pseudo-embriões desafiam a nossa inteligência a estabelecer seu verdadeiro estatuto ontológico. Este trabalho busca refletir sobre a dificuldade para aplicar os distintos critérios que utiliza a nossa inteligência para identificar ou não, numa série de entidades naturais e criadas pelo homem, a presença de um indivíduo humano com todos os seus direitos e dignidade.

Reprogramação de células mesenquimais de tecido adiposo em células-tronco pluripotentes por meio de proteína de fusão TAT / Nuclear reprogramming of adipose-tissue mesenchymal stem cells into pluripotent stem cells using TAT fusion protein

Os vírus são eficazes na transferência de genes em células devido aos seus mecanismos especializados. No entanto, vírus como veículos de entrega de genes podem acarretar em problemas, particularmente quando proposto para reprogramar células somáticas em células-tronco pluripotentes induzidas (iPS) visando utilização terapêutica. No presente estudo, procurou-se desenvolver um sistema alternativo para entregar diretamente proteínas nucleares (Oct4, Sox2, KLF4, e c-Myc) fusionadas com o domínio de transdução de proteína TAT, para promover a reprogramação de fibroblastos embrionários de camundongos (MEF) ou células mesenquimais derivadas de tecido adiposo humano (hASC) em células iPS. Primeiramente o PTD TAT ou TAT- foi fundido a proteína verde fluorescente (GFP) como modelo para prova de princípio e padronização detalhada. Inesperadamente, TAT-GFP produzido e secretado pelas células NIH-3T3 produtora não foi capaz de ser detectado no meio de cultura por verificação quantitativa fluorimétrica, nem foi capaz de ser detectada em células-alvo, por citometria de fluxo, depois de co-cultura em transwells. Essa observação pode ser explicada por: (1) ineficiência desse tipo de célula em secretar proteínas e (2) falta de resistência à clivagem por endoproteases furinas. Para contornar esses fatores limitantes usou-se citometria de fluxo para avaliar as melhores condições para a transfecção por seis diferentes tipos de células (CHO, NIH-3T3, HT1080, HEK-293A, HEK-293t e COS-7) com TAT (modificada para ser resistente à furinas) fundido a GFP. Células 293t-TAT-GFP exibiram a maior eficiência de transfecção e também de secreção. O mesmo pôde ser observado para as seis linhagens celulares expressando fatores de transcrição nucleares TAT, determinados por ELISA. Em seguida, diferentes estratégias de entrega foram testadas. A primeira foi baseada na co-cultura de uma mistura de células produtoras com MEF ou hASC. No entanto, não foi possível observar a reprogramação...

Viruses are effective at transferring genes into cells by its specialized mechanisms. However, viruses as gene delivery vehicles entail problems, particularly when proposed to reprogram somatic cells into induced pluripotent stem cells (iPS) for therapeutic uses. In the present study, we aimed to develop an alternative system for directly delivering nuclear proteins (Oct4, Sox2, Klf4, and c-Myc) fused with TAT protein transduction domain to promote reprogramming of mouse embryonic fibroblasts (MEF) or human adipose tissue derived mesenchymal cells (hASC) into iPS cells. First TAT- or TAT- PTD was fused to green fluorescent protein (GFP) as a proof of principle model and for detailed standardization. Unexpectedly, TAT-GFP produced and secreted by NIH-3T3 producer cells was not detected in the culture medium by quantitative fluorimetric verification, nor detected on target cells, by flow cytometry, after being co-cultured using transwells. This observation maybe explained by: (1) inefficiency of this cell type to be transfected and to secrete proteins and (2) lack of resistance to furin endoproteases cleavage on Golgi of TAT sequence. To circumvent these limiting factors we used flow cytometer to assess the best conditions for transfection in six different cell types (CHO, NIH-3T3, HT1080, HEK-293A, HEK-293t and COS-7) with TAT- (a modified PTD to be resistant to furin endoproteases) fused to GFP. 293t-TAT-GFP cells displayed the highest transfection efficiency and secretion levels. The same could be observed for the six cell lineages expressing TAT- nuclear transcription factors, determined by ELISA.Next, different delivery strategies were tested for TAT- nuclear transcription factor system. Co-culturing a mix of producer cells with MEF or hASC resulted in not reprogramming and this was associated with cell death. The second was based on the use of microconcentrated conditioned cell culture medium, changed every 24h, in four cycles. However, despite the...

Contribución de la genética moderna al desarrollo de la reprogramación celular / Contribution of current genetics to development of cellular reprogramming

El avance en el conocimiento de la genética y en especial de la biología molecular, dio paso a una nueva era: la genómica, y a nuevos conceptos como transcriptoma, proteoma, metaboloma, epigenoma, que permiten el estudio de la estructura, organización y función de todos los genes y sus productos, así como de los mecanismos implicados en la regulación de su expresión y el modo en que unos genes interactúan con otros. El uso de nuevas tecnologías en la investigación con células madre favoreció el desarrollo de las células madre pluripotentes inducidas, con el empleo de numerosos métodos para su obtención. Esto demostró que la adición de un reducido número de genes posibilita la reprogramación de células somáticas y la formación de células madre pluripotentes con características embrionarias, sin necesidad de utilizar embriones humanos, lo que tiene sus connotaciones éticas y posibles aplicaciones terapéuticas en medicina regenerativa

The advance of the genetics and specially of the molecular biology, gave rise to a new era: the genomic and to new concepts like transcriptome, proteome, metabolome, epigenome allowing us to study the structure, organization and function of all the genes and its products, as well as the mechanisms involved in regulation of its expression and the way in which some genes interacting each other. The use of new technologies in research of stem cells favored the development of induced pluripotent stem cells using the many methods for its detection. It was demonstrated that the addition of a reduced number of genes allows the reprogramming of somatic cells and the formation of pluripotent stem cells with embryonic features, without the use of human embryos, which has its ethical connotations and potential therapeutic applications in regenerative medicine

Induction of somatic embryogenesis as an example of stress-related plant reactions / Inducción de embriogénesis somática como un ejemplo de las reacciones de la planta en relación al estres

In this review, we address the role of stress as one of the principal causes for a cell or tissue to change its pre-existing somatic program, reprogramming itself to express the embryogenic pathway. The focus of this paper is the effect of different stress conditions on the induction phase of plant somatic embryogenesis, as well as the development of embryogenic competence as a result of the applied stresses. We also present a variety of data that link plant somatic embryogenesis, DNA methylation and oxidative stress response.

Reprogramación nuclear y células pluripotentes inducidas / Nuclear reprogramming and induced pluripotent cells / Reprogramação nuclear e células pluripotentes induzidas

La reprogramación de células somáticas para generar células madre pluripotentes inducidas (iPS), ha sido uno de los avances más importantes de la biología en los últimos años. La identificación de un grupo de factores de transcripción y más recientemente de algunos compuestos químicos que pueden inducir la pluripotencia en células somáticas, brinda una oportunidad única para el estudio de los mecanismos celulares y moleculares de la diferenciación celular y promete la posibilidad de generar células pluripotentes paciente-específicas para el tratamiento de múltiples enfermedades en protocolos terapia celular y medicina regenerativa...

Reprogramming of somatic cells to generate induced pluripotent stem cells (iPS), has been one of the most important advances in biology in recent years. The identification of a group of transcription factors and more recently of some chemical compounds that can induce pluripotency in somatic cells provides a unique opportunity to study cellular and molecular mechanisms of cell differentiation and promises the possibility of generating patient-specific pluripotent stem cells for the treatment of multiple diseases in protocols of cell therapy and regenerative medicine...

A reprogramação de células somáticas para gerar células-tronco pluripotentes induzidas (iPS), tem sido um dos mais importantes avanços na biologia nos últimos anos. A identificação de um conjunto de fatores de transcrição e, mais recentemente, de alguns compostos químicos que podem induzir pluripotência em células somáticas produzem uma oportunidade única para estudar os mecanismos celulares e moleculares da diferenciação celular e promete a capacidade de gerar células pluripotentes doente-específicas para o tratamento de doenças múltiplas nos protocolos de terapía celular e medicina regenerativa...

No maleficenciaee investigación con células madre embrionarias / Non-maleficiencies in research with embryonic stem cells

La investigación con células madre embrionarias genera un debate ético sobre su obtención. Se han propuesto distintos métodos que intentan salvar este conflicto, como son la obtención de una única célula embrionaria, la transferencia nuclear alterada, el uso de embriones detenidos y la reprogramación celular. En este artículo se reflexiona sobre la valoración ética de estas nuevas técnicas y otros aspectos atinentes a la investigación con células madre embrionarias en relación con el principio de no maleficencia.

Research with embryonic stem cells generates a debate about its source. Different methods have been developed to save the conflict: obtaining a unique embryonic cell or using either altered nuclear transfer or arrested embryos, and cellular reprogramming. We are trying in this article to evaluate these new techniques as well as other aspects related to research with embryonic stem cells, starting from the "not to harm" principle.

A pesquisa com células-mães embrionárias origina um debate ético por sua obtenção. Para resolver este conflito, têm sido propostos diversos métodos: a obtenção duma única célula embrionária, a transferência nuclear alterada, o uso dos embriões detidos e a re-programação celular. Neste artigo reflexionamos sobre a valoração ética destas novas técnicas e outros aspectos relacionados com a pesquisa com células-mães embrionárias, vinculada com o princípio da maleficência.