Os pesquisadores do Cedars-Sinai estão desenvolvendo uma nova maneira de tratar a esclerose lateral amiotrófica (ALS) e a retinite pigmentosa usando células-tronco modificadas que podem eventualmente levar a tratamentos personalizados.
A nova abordagem usa células derivadas de células-tronco pluripotentes induzidas por humanos (iPSCs) que são renováveis e escaláveis, e também podem retardar a progressão dessas doenças neurodegenerativas em roedores.
Esta pesquisa, publicada na revista Relatórios de células-troncomarca um primeiro passo importante para alcançar terapias mais personalizadas para pessoas com essas condições debilitantes que atualmente não têm cura.
“No passado, tivemos um enorme sucesso usando populações expandidas de células progenitoras neurais derivadas de tecido cerebral humano combinadas com terapia genética no desenvolvimento de novos tratamentos para pacientes com ELA”, disse Clive Svendsen, PhD, diretor executivo do Cedars-Sinai Board of Governors Regenerative Medicine Institute e professor de Ciências Biomédicas e Medicina.
A equipe mostrou anteriormente que as células progenitoras neurais podem ser projetadas para produzir uma proteína chamada fator neurotrófico derivado da linha celular glial (GDNF), que ajuda a sustentar os neurônios doentes.
Este produto foi transplantado com segurança na medula espinhal de pacientes com ELA em um estudo recentemente concluído. E após um tratamento único, as células podem sobreviver e produzir a proteína GDNF crítica por mais de três anos, protegendo potencialmente os neurônios motores que morrem na ELA. Essas células progenitoras neurais também são usadas em um estudo em andamento para retinite pigmentosa.
“No entanto, as linhagens de células que estamos usando na clínica vêm de uma única fonte e acabarão se esgotando. Simplesmente não temos produtos infinitos”, disse Svendsen, que também é membro da Kerry and Simone Vickar Family Foundation Distinguished Cadeira de Medicina Regenerativa no Cedars-Sinai. “Células-tronco pluripotentes induzidas fornecem uma fonte renovável e nos permitem desenvolver um produto mais sustentável que pode ser projetado para liberar poderosos fatores de crescimento”.
Os cientistas estão descobrindo que as terapias celulares e genéticas são uma grande promessa no tratamento de uma variedade de doenças, incluindo doenças neurodegenerativas difíceis de tratar, como ELA e retinite pigmentosa. Após o transplante, as células-tronco geram células de suporte que liberam a droga modificada para fornecer suporte aos neurônios em degeneração. No entanto, as limitações que podem impedir o uso generalizado e a comercialização dessas terapias incluem disponibilidade insuficiente de tecidos e possível rejeição das células pelo paciente.
“Ser capaz de minimizar as interações imunológicas projetando as células do próprio paciente e, em seguida, transformando-as em uma terapia de medicina de precisão tem um potencial muito forte”, disse Alexander Laperle, PhD, cientista do projeto no Laboratório Svendsen e co-autor do estudo.
Para testar a terapia baseada em iPSC, a equipe projetou células progenitoras neurais derivadas de iPSC para produzir GDNF, para ver se poderia ser usado para tratar doenças que causam a morte de células do sistema nervoso, como ELA e degeneração da retina.
Os pesquisadores descobriram que colocar esses progenitores neurais derivados de iPSC nos olhos de roedores com degeneração da retina levou à proteção das células do olho que sustentam a visão.
Quando a equipe transplantou as mesmas células para a medula espinhal de roedores com ELA, eles descobriram que as células ajudaram a proteger as células da medula espinhal que controlam o movimento. Eles também descobriram que essas células eram seguras e não causavam tumores ou outros problemas quando transplantadas para os animais por vários meses.
“Vimos que as células sobreviveram e se integraram à medula espinhal”, disse a co-autora Alexandra Moser, PhD, pós-doutoranda no Laboratório Svendsen. “Eles também formaram amplamente astrócitos, que são células protetoras e de suporte, e descobrimos que eles continuaram a produzir GDNF. Mais importante ainda, eles não formaram tumores”.
“Mostramos com sucesso que podemos desenvolver iPSCs humanos que produzem GDNF de forma estável como uma promissora futura terapia celular e genética”, disse Laperle.
Embora os resultados da pesquisa tenham se mostrado promissores, mais estudos pré-clínicos são necessários para determinar o nível ideal de tratamento, observou Moser. A equipe está atualmente procurando maneiras de melhorar a expansão dessas células e a escalabilidade desse processo.
O artigo também fará parte de uma edição especial do Stem Cell Reports sobre tradução clínica de produtos iPSC, com publicação prevista para julho de 2023.