Cientistas evidenciam impacto do fumo passivo sobre as células-tronco embrionárias humanas enquanto elas se diferenciam
Cientistas dos Estados Unidos mostram como a fumaça do tabaco afeta o desenvolvimento embrionário humano. A equipe liderada pela University of California San fez a sua descoberta ao estudar o impacto do fumo sobre as células-tronco embrionárias humanas enquanto elas se diferenciavam, ou especializavam-se em vários tipos celulares, na placa de cultura.
Eles determinaram que tanto os componentes de nicotina e quanto os de não-nicotina da fumaça do tabaco impedem as células a partir de se especializarem em uma ampla gama de tipos de células, incluindo as dos sangue, coração, dos sistemas músculo-esqueléticos e do cérebro.
Eles também estabeleceram que pelo menos um pouco do impacto foi mediado por meio de várias vias moleculares conhecidas por atuar na diferenciação. Em uma das vias, as toxinas aumentaram dramaticamente a atividade de um gene chave que mantém as células-tronco embrionárias em um estado indiferenciado, sugerindo que a sua ruptura possa ser responsável pela maior parte do atraso observado no desenvolvimento embrionário.
Os cientistas já sabem que a exposição à fumaça do tabaco aumenta o risco de uma criança nascer prematura e com baixo peso, condições associadas com um risco aumentado de síndrome do desconforto respiratório, defeitos cardiovasculares, lábio leporino e fenda palatina, síndrome da morte súbita do lactente e imunodeficiência. Eles também sabem que a exposição está associada a um risco maior de leucemia, linfoma e tumores cerebrais na infância, e, em um momento posterior, a distúrbios de hiperatividade, déficit de atenção e outros problemas comportamentais e psicológicos.
No entanto, até agora, eles sabiam pouco sobre os mecanismos moleculares subjacentes responsáveis por estas patologias. O estudo, publicado na edição de abril da revista Differetiation, fornece algumas das primeiras evidências sólidas.
"Sabemos que a exposição ao fumo passivo é ruim para o feto em desenvolvimento, causando desde defeitos cardíacos ao câncer na infância, mas não entendemos o porquê", disse o professor de pediatria Harold S. Bernstein.
No estudo, liderado por Water Liszewski, que na época era um técnico no laboratório de Bernstein, os cientistas adotaram uma abordagem de duas vertentes. Primeiro, eles estenderam a análise da atividade do gene nas células-tronco do cordão umbilical previamente examinadas pelos co-autores da University of Connecticut, determinando que a fumaça do tabaco aumentou a atividade dos genes que retardam o desenvolvimento da mesoderme - a camada de tecido que dá origem ao sangue, os sistemas cardiovasculares e músculo-esqueléticos - bem como a endoderme e a ectoderme, as duas outras camadas de células embrionárias que dão origem aos tecidos do corpo.
Em seguida, eles expuseram células-tronco embrionárias humanas no prato cultura, ao fumo do tabaco ou à nicotina em concentrações encontradas no sangue fetal. Eles o fizeram, enquanto as células se especializavam espontaneamente.
Em seguida, usando análise de microarranjo, reação em cadeia da polimerase (PCR) quantitativa e análise de immunoblot (um procedimento de laboratório no qual as proteínas que foram separadas por electroforese são transferidas para folhas de nitrocelulose e são identificadas pela sua reação com anticorpos marcados) eles avaliaram a atividade do gene em pontos de tempo chave no processo de especialização. Eles descobriram que os componentes nicotínicos e não-nicotínicos da fumaça do tabaco aumentaram a atividade dos genes que mantém as células-tronco embrionárias em um estado pluripotente, indiferenciado. Eles também mostraram que as toxinas aumentaram a atividade dos genes que retardam o desenvolvimento das três camadas germinais.
Finalmente, eles avaliaram a expressão do gene em três vias de diferenciação das células-tronco, conhecidas como notch, Wnt canônica e TGF-ß. Eles determinaram que os genes sentinela em cada percurso tiveram super expressão, mas uma foi mais proeminente: a expressão do gene Nodal foi de 50 a 75 vezes mais elevada nas células expostas à fumaça de nicotina e de tabaco, respectivamente, do que nas células não tratadas.
Os resultados revelam o impacto generalizado tanto dos componentes nicotínicos quanto não-nicotínicos da fumaça do tabaco no desenvolvimento embrionário inicial, de acordo com Bernstein.
Eles também destacam o poder de células-tronco embrionárias humanas como um modelo do desenvolvimento humano. "Eles nos permitiram chegar a questões que, até agora, não podíamos examinar nos seres humanos", disse ele.
Publicação: 18/03/12
Fonte: Isaúdenet
