Palavra de Sá

Terapia experimental com células-tronco do nariz pode ser caminho para tratar lesão na medula

Um trabalho realizado em colaboração em diferentes centros da USP investigou um novo tipo de tratamento para lesões agudas na medula espinhal em ratos. O objetivo foi analisar as respostas e recuperação dos animais após sofrerem contusão quando injetados com células da mucosa olfatória, que no grupo testado mostrou evolução significativa. 

A medula espinhal integra parte do sistema nervoso central. É um tecido frágil e de extrema importância, responsável por transportar estímulos do cérebro para o resto do corpo, ou seja, uma importante peça do sistema neurológico. Em situações como acidentes automobilísticos e quedas de significativas alturas, lesões na medula espinhal são um cenário comum e grave em centros de trauma hospitalares. 

Essas lesões, principalmente em estado grave, são consideradas de difícil tratamento por se tratar de um tecido neurológico considerado de baixa plasticidade. Isso significa que esses tecidos têm baixa capacidade de adaptação e reconstrução após um insulto. Atualmente as principais formas de tratamento recomendadas são estratégias de suporte, como medicamentos e fisioterapia para amenizar a lesão e auxiliar na recuperação do paciente.  

“Sabemos que é um caminho muito difícil a investigação das lesões medulares, porque ainda não temos, do ponto de vista assistencial, validado para aplicação prática, nenhum insumo material ou terapia que consiga fazer uma reversão das lesões”, detalha Brian Coimbra, autor da tese defendida na Faculdade de Medicina da USP (FMUSP) com orientação do professor Alexandre Fogaça. “Então sabíamos que seria difícil conseguir um resultado ultraexpressivo de recuperação neurológica, mas nós obtivemos alguns resultados positivos”, completa o médico.

A pesquisa foi feita a partir da cooperação entre diferentes centros e unidades, entre eles o Laboratório de Genômica Funcional do Instituto de Biociências (IB) da USP, o Laboratório de Estudos de Trauma, Raquimedular e Nervos do Instituto de Ortopedia (Letran) e o Departamento de Patologia da FMUSP, principal responsável pela análise dos espécimes obtidos na pesquisa.

A ideia de utilizar as células-tronco da mucosa nasal ganhou força com a pandemia de covid-19, quando pacientes infectados começaram a perder capacidade olfatória e, tempos depois, recuperavam o sentido. Esse fenômeno permitiu que os cientistas entendessem melhor um tipo celular chamado de célula ectomesenquimal, que atua no processo de regeneração contínua da mucosa olfatória.

“Durante o nosso dia a dia, temos agressões nessa mucosa olfatória pelos poluentes do ar, e algumas dessas células vão morrendo e outras vão se regenerando a partir das células-tronco que são residentes no nosso olfato”, explica Coimbra. Além disso, as mucosas olfativas são de fácil e pouco invasivo acesso, questão que já dificultou o estudo de outras células para o processo de regeneração medular. “Foram testadas células do cordão umbilical e do tecido de medula óssea, por exemplo, mas elas apresentaram dificuldade de obtenção, uma eficácia não tão boa ou restrição de resultado.”  

Dentre as hipóteses iniciais da pesquisa, estava a ideia de que as células ectomesenquimais poderiam ajudar no processo de cicatrização e recuperação do tecido lesionado, tese comprovada pelos testes realizados em laboratório com um grupo de ratos que teve as células injetadas em seu organismo e se recuperou rapidamente. 

<><> Métodos para análise

Para analisar o funcionamento das células ectomesenquimais nos roedores com algum tipo de contusão na medula espinhal, o estudo utilizou um modelo de lesão medular chamado Mass Impactor, no qual é possível programar a queda de um peso em determinada altura causando assim, uma lesão. É possível regular a altura a fim de criar uma lesão mais aguda, ou seja, com maior dano neurológico, ou uma lesão mais superficial.

No caso dos ratos Wistar utilizados para o desenvolvimento da terapia experimental, foi usado o ponto de 12,5 milímetros de queda dessa massa: “O rato sofre uma lesão neurológica que é visível, mas que permite que ele tenha uma função ainda residual nos membros e assim permite a sua sobrevivência”, explica Coimbra. “Precisamos encontrar um jeito de fazer uma lesão que não cause uma perda total no indivíduo [rato], ou seja, que ele se torne inviável para continuar sendo estudado na pesquisa”, detalha. 

As células da mucosa nasal utilizadas na análise foram obtidas a partir do septo nasal dos ratos, por um método cirúrgico desenvolvido por Coimbra para uma extração mais eficiente das células olfatórias, sem hemorragia. “O grande problema de coletar o septo nasal dos ratos é que eles sofriam uma contaminação hemorrágica importante. Então, quando você tirava o septo, o sangramento contaminava esse septo e inviabilizava as células”, explica. 

<><> A aplicação em ratos selecionados

Ao todo, foram 60 ratos acompanhados por seis semanas apenas após a lesão na medula espinhal e divididos em cinco diferentes grupos, sendo dois deles os grupos um e dois, utilizados como grupo de controle e outros três como experimentais. 

Nos dois primeiros grupos foram aplicadas técnicas para facilitar o acesso à medula espinhal dos animais. No grupo um foi realizado um procedimento cirúrgico chamado de laminectomia, com o objetivo de alçar o nervo sem lesá-lo. 

No grupo dois, a técnica foi a associada a outro procedimento, a abertura do saco dural, membrana que protege a medula espinhal e é impermeável para algumas substâncias. O objetivo foi garantir que as células ectomesenquimais atingissem diretamente o nervo, não apenas a membrana. 

As lesões na medula começaram a ser aplicadas nos roedores, juntamente com os procedimentos cirúrgicos, a partir do grupo três. O grupo também foi importante para a definir o dano da contusão padrão que seria aplicada nos outros animais.

O grupo quatro contou com a utilização do matrigel, um composto biológico gelatinoso. Nesse caso, o material foi utilizado como veículo, um meio no qual as células são injetadas e levadas até o local desejado sem que sejam carregadas para outros locais do organismo que não o da lesão tratada. O composto é rico em laminina, uma proteína que possibilita a conexão entre células do sistema nervoso e que foi alvo de atenção com os estudos sobre a polilaminina, uma molécula descoberta recentemente que também passa por testes para translação de tratamento de lesões na medula espinhal humana. 

O grupo cinco foi o que apresentou resultados mais expressivos e contou com a junção dos métodos aplicados anteriormente mais as células ectomesenquimais da mucosa nasal dos roedores. Os ratos voltaram a andar na terceira semana do experimento, indicando o grande potencial de regeneração neurológica das células utilizadas e seu desempenho significativo na recuperação da função motora.

<><> Em escala molecular

A pesquisa revogou a teoria de que se as células-tronco — células com capacidade de renovação — fossem colocadas no local em que a medula sofreu uma lesão, poderiam ocupar o local lesionado e estabelecer um novo canal de condução. Segundo Coimbra, o que ocorre é na verdade uma ação em que as células-tronco recrutam substâncias que favorecem a regeneração neuronal na região, “não é que elas [as células] vão ocupar o lugar da falha do nervo, elas carregam substâncias e atraem substâncias para esse local, geram substâncias ali que vão ajudar justamente a recuperação”, explica. 

Apesar de resultados positivos, a ação em nível molecular da atuação das células ainda precisa de maior investigação. Os próximos passos do estudo estão voltados para a entender melhor o nível molecular da atividade, bem como uma translação do tratamento para humanos pensando em desenvolvimentos de fármacos, por exemplo.

A tese será dividida em seis diferentes artigos submetidos a periódicos, dentre eles o Global Spine Journal. Atualmente, as publicações estão em fase de revisão final. 

¨      Cola biológica ajuda na recuperação do movimento após lesão medular, diz estudo

Uma pesquisa de doutorado que testou o uso de uma cola biológica no reparo cirúrgico de lesões na medula espinhal foi o vencedor na categoria Masters do Prêmio Pio Corrêa de Inovação em Ciências Farmacêuticas da Biodiversidade Brasileira 2021, promovido pela Academia de Ciências Farmacêuticas do Brasil (ACFB).

Em experimentos com camundongos, o procedimento cirúrgico foi associado ao tratamento com um medicamento neuroprotetor e anti-inflamatório, resultando na sobrevivência de 70% dos neurônios afetados e possibilitando aos animais recuperar 50% do movimento no membro afetado.

O projeto foi desenvolvido por Paula Regina Gelinski Kempe, doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Estrutural (BCE) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e bolsista da FAPESP.

A pesquisa é orientada pelo professor Alexandre Leite Rodrigues de Oliveira, da Unicamp, e está vinculada ao Projeto Temático “Recuperação sensório-motora após axotomia de raízes medulares: emprego de diferentes abordagens experimentais”.

“Nosso estudo utilizou o biopolímero de fibrina, uma cola biológica derivada do veneno de serpente e de sangue de bubalinos [búfalos], como adjuvante para o reparo cirúrgico de lesões na medula espinhal. O biopolímero de fibrina foi desenvolvido no Centro de Estudos de Venenos e Animais Peçonhentos da Universidade Estadual Paulista em Botucatu [Cevap-Unesp]. Apresenta efeitos neuroprotetores e anti-inflamatórios, permitindo que o reparo da lesão seja mais eficiente, sem a necessidade de suturas”, diz Oliveira à Agência FAPESP.

Segundo o professor, além da cola biológica, o estudo utilizou terapia farmacológica com dimetil fumarato, uma droga já empregada no tratamento de esclerose múltipla e psoríase.

“O dimetil fumarato também apresenta efeitos neuroprotetores e anti-inflamatórios, além de efeitos antioxidantes. Como modelo experimental, a avulsão de raízes motoras em ratos foi utilizada. A avulsão é o arrancamento das raízes nervosas por tração, na interface entre o sistema nervoso central e periférico, interrompendo os comandos motores, gerando paralisia muscular”, explica.

A combinação entre reparo cirúrgico com selante de fibrina e tratamento farmacológico com dimetil fumarato, após três meses da lesão, resultou em sobrevivência neuronal de até 70% dos neurônios motores afetados. Houve importante preservação dos contatos entre esses neurônios (sinapses), diminuição da inflamação tecidual e recuperação de até 50% dos movimentos do membro afetado.

“Tais resultados são promissores e fazem acreditar numa aplicação clínica viável no futuro, melhorando a qualidade de vida dos pacientes, com maior autonomia e produtividade”, afirma Oliveira.

A perda de movimento de membros pode ocorrer após acidentes que causam danos na medula espinhal ou em nervos periféricos, como quedas de moto, atropelamentos, acidentes automobilísticos, quedas e mergulhos em águas rasas. Os sintomas decorrentes da lesão medular se devem à morte neuronal, bem como à desconexão do sistema nervoso central com os músculos, além de grande inflamação local, que gera dor intensa.

Atualmente são limitadas as cirurgias de reparo desse tipo de lesão e tratamentos farmacológicos paliativos são usados para reduzir a dor. No entanto, ainda não existem métodos que promovam melhora tanto em nível celular quanto funcional, levando à perda de qualidade de vida dos indivíduos afetados.

O Prêmio Pio Corrêa de Inovação em Ciências Farmacêuticas da Biodiversidade Brasileira foi instituído pela ACFB com a finalidade de reconhecer publicamente e estimular profissionais que atuam no Brasil nas diversas áreas das ciências farmacêuticas relacionadas à biodiversidade brasileira.

 

Fonte: Por Carolina Mattos – Jornal da USP/Agência FAPESP