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Uma das descobertas científicas mais extraordinárias deste século
foi feita por um médico-tornado-cientista que trabalha no ***ão.
Shinya Yamanaka trabalhava na área das células estaminais
há 10 anos
quando as suas experiências mudaram a maneira como compreendemos a biologia humana.
Shinya Yamanaka é um médico e um cientista.
Ele estava interessado em descobrir uma maneira
de tratar doentes com lesões incuráveis na medula espinal.
Eu era um cirurgião ortopédico
e por isso não fazia investigação na área das células estaminais.
Foi há 20 anos atrás.
Mas tinha muitos doentes complicados
que sofriam de lesões na medula espinal
e não existem tratamentos para esses doentes.
Essa é a razão pela qual me interessei pela investigação básica.
Porque pensei que se fizesse investigação básica
one day I may be able to treat and help those patients. um dia talvez fosse capaz de tratar e ajudar esses doentes.
Shinya Yamanaka's desire to help his patients O desejo de Shinya Yamanaka de ajudar os seus doentes
levou-o a uma experiência científica brilhante, 20 00:01:29,600 --> 00:01:33,360 que nos levou para lá dos limites do nosso conhecimento
e revelou algo realmente extraordinário.
Existem dois tipos de células estaminais.
As células estaminais adultas Produzem células nos seus próprios tecidos.
As células estaminais do sangue produzem sangue, as células estaminais dos músculos produzem músculos, etc.
Existe ainda um outro tipo de célula estaminal, a célula estaminal embrionária.
Essas células são chamadas de pluripotentes
porque para além de fazerem cópias de si próprias,
são capazes de se tornar em qualquer tipo de célula do corpo humano.
Portanto a característica importante das células estaminais adultas é que
são células dedicadas
a reparar e manter tecidos específicos.
As células estaminais embrionárias representam um período muito inicial no desenvolvimento
quando não existem ainda músculo, sangue ou ossos.
Na verdade, nada existe exceto essas células.
O desenvolvimento começa com o embrião e com essas células estaminais fundadoras
e as coisas tornam-se mais restritas e canalizadas ao longo do tempo.
É assim que o nosso corpo é construído, e seria caótico
se as células com uma determinada função se começassem a transformar noutro tipo de células.
Devido a experiências anteriores na área da clonagem, Shinya sabia que
o desenvolvimento podia ser revertido, que uma célula especializada,
a que os cientistas chamam de diferenciada,
é capaz de produzir células embrionárias.
Mas ninguém sabia como este processo funcionava. Para investigá-lo
Shinya procurou pistas no interior da célula.
Eu sabia que os óvulos
ou as células estaminais embrionárias têm fatores 47 00:03:19,800 --> 00:03:25,360 que são capazes de converter células da pele de volta ao seu estádio embrionário. 48 00:03:26,000 --> 00:03:30,119 É por isso que decidimos encontrar esses fatores.
Os cientístas não sabiam
o que eram esses fatores ou quantos seriam necessários.
Shinya regressou ao básico
examinando a biologia que dá às células as suas características individuais.
Nós já sabíamos que cada célula no nosso corpo
contém algo que determina o tipo de tecido em que essa célula se tornará,
a identidade da célula.
Esse algo são os genes no núcleo.
O núcleo em cada uma das nossas células contém 23 pares de cromossomas
que são formados por longas cadeias de ADN.
O ADN é divido em secções, ou genes
que dizem à célula para produzir determinadas proteínas.
Essas proteínas, a que os cientístas também chamam de fatores,
são o que atribui às células as suas identidades diferentes.
Todas as nossas células contêm os mesmos genes,
mas numa célula da pele apenas os genes que produzem proteínas da pele estão ativos.
Os genes ativos estão sempre nas áreas desenroladas e abertas dos cromossomas.
Todos os outros genes, que são necessários para criar um fígado, coração ou célula do embrião
estão desligados.
Estão enrolados firmemente e guardados.
O que Shinya Yamanaka fez, que foi realmente extraordinário,
foi questionar se uma célula tem de permanecer diferenciada.
Será que é possível fazer com que uma célula que já é especializada
regresse ao estado de uma célula estaminal embrionária no laboratório?
Ele questionou se as proteínas que mantém as células estaminais embrionárias pluripotentes
poderiam ser capazes de reprogramar
a identidade especializada de uma célula diferenciada.
Shinya começou com uma lista de mais de 100 proteínas possíveis.
Ele não sabia se essas proteínas funcionavam sózinhas ou em combinação,
o que significaria mais de um milhão de possibilidades.
Utilizando um programa de computador já comercializado,
Shinya Yamanka foi capaz de descobrir os 24 candidatos mais prováveis.
Foram anos de trabalho.
O passo seguinte foi reduzir o número de fatores possíveis,
de 24 fatores para o número necessário
e descobrimos que
4 dos 24 fatores eram essenciais.
Ele pegou na combinação de quatro fatores
que normalmente apenas funcionam juntos nas células estaminais embrionárias
e inseriu-os numa célula da pele.
E através de um processo que não compreendemos completamente, os cromossomas começaram a desenrolar-se.
Os factores que Shinya escolheu eram agora capazes de se associarem aos genes
que produzem as proteínas das células estaminais embrionárias.
As proteínas, chamadas Oct4, Sox2, Klf4 e C-Myc,
dominaram a competição dos genes da pele,
e enganaram a célula, fazendo-a acreditar que estava num ambiente embrionário.
Quanto mais essas células se dividem e multiplicam
mais semelhantes se tornam a uma célula estaminal embrionária
até que eventualmente são indistinguíveis.
Quando chegam a este estado podem ser utilizadas para produzir qualquer célula do corpo.
O que eu descobri foi que
somos capazes de converter células da pele de volta ao estado embrionário,
so we can make stem cells from skin cells. de tal modo que somos capazes de produzir células estaminais a partir de células da pele.
A única coisa que temos de fazer é adicionar
três ou quatro fatores às células da pele. Apenas isto é suficiente.
A partir das células estaminais embrionárias,
somos capazes de produzir todas as células que existem no corpo.
No entanto, temos de destruir embriões
para obter células estaminais embrionárias.
Mas com a nossa tecnologia
já não precisamos de usar embriões.
Podemos criar células estaminais semelhantes a células estaminais embrionárias
a partir diretamente de células da pele.
Shinya Yamanaka criou um novo tipo de célula pluripotente,
chamado de células estaminais pluripotentes induzidas ou células iPS.
Ele fez inicialmente esta descoberta em estudos em ratos,
mas rapidamente demonstrou que também funcionava em células humanas.
Esta foi uma descoberta extraordinária.
Shinya Yamanka tinha provado que era capaz de fazer uma célula da pele regressar atrás no tempo
e depois avançar para qualquer outro tipo de célula.
E não funcionou apenas com células da pele.
Ele foi capaz de transformar qualquer célula diferenciada numa célula iPS.
Isto criou grande interesse nos média e espantou cientistas
por todo o mundo.
A minha primeira reação foi que esta descoberta
era um dos mais profundos desenvolvimentos científicos
da nossa geração.
Virou completamente ao contrário
tudo o que havíamos aprendido sobre o desenvolvimento.
Sempre nos foi ensinado
que o desenvolvimento era irreversível, como um beco sem saída.
Mas na verdade esta não é a realidade.
As nossas noções acerca do desenvolvimento
estavam claramente erradas. O desenvolvimento não é tão fixo como inicialmente pensávamos.
Isto significa que temos de ser
mais abertos mentalmente ao que é biologicamente possível.
Apenas Shinya Yamanka imaginou que fosse possível
reprogramar uma célula diferenciada utilizando apenas um número restrito de proteínas.
Outros cientistas foram rapidamente capazes de reproduzir os resultados de Shinya.
O primeiro passo é remover
o meio de cultura utilizado para cultivar as nossas células da pele.
Agora estamos a adicionar um novo meio contendo fatores de reprogramação.
Em algumas semanas devemos ter células iPS nesta disco de petri.
Como estas células da pele foram infetadas
ao fim de alguns dias formam-se estas colónias de células.
Aqui podem ver-se dois exemplos claros.
Estas células têm a morfologia de uma célula estaminal embrionária,
mas também sabemos que elas adquiriram este estado de célula estaminal embrionária.
O caminho está agora aberto para a medicina baseada nas células estaminais.
As células estaminais pluripotentes induzidas, ou células iPS, são um tipo de célula completamente novo.
São capazes de criar novos modos de combater doenças
e potencialmente regenerar partes do corpo.
Uma das grandes diferenças
entre as células iPS e as células estaminais embrionárias
é que as células iPS podem ser produzidas
a partir dos pacientes individuais.
O que significa Que são genéticamente idênticas
a cada um dos pacientes e isto significa que se produzirmos, por exemplo,
células para transplantes a partir de células iPS
elas não serão rejeitadas.
Elas não serão reconhecidas pelo sistema imunitário do doente.
Pela primeira vez existe a possibilidade
de derivar células especializadas a partir, por exemplo, da pele do doente
e transformá-las em células do cérebro, células que produzem insulina,
ou células do coração
que podem ser utilizadas para tratar este doente em particular
sem risco de rejeição do transplante.
A maneira como esta reprogramação funciona de modo a criar células iPS é ainda misteriosa.
Apesar de ser tecnicamente fácil, não funciona sempre completamente
e pode produzir células com modificações genéticas inesperadas.
Os cientistas estão agora a investigar como produzir células iPS perfeitas
que são seguras e podem ser utilizadas para tratar doentes.
E apesar das células iPS permitirem
criar células pluripotentes sem utilizar embriões humanos
o que retira uma preocupação ética,
as células iPS criaram também problemas completamente novos.
Eu queria evitar usar embriões humanos.
So... I think Portanto... eu penso
que fomos bem sucedidos nesse objetivo
mas assim que conseguimos atingir este objetivo
apercebi-me
que havíamos criado
novos problemas éticos.
Foi algo que ninguém havia previsto.
Em teoria as células iPS são capazes de produzir esperma e óvulos.
Portanto no futuro podem potencialmente ser usadas para produzir um embrião,
que pode ser implantado num útero e ser levado a termo.
Portanto um dia poderá ser biologicamente possível criar um ser humano
a partir de uma única porção de pele.
Devemos parar esta investigação? É demasiado tarde.
Produzir células iPS é bastante fácil para qualquer pessoa com treino básico em biologia.
Como qualquer nova tecnologia temos de pesar as potenciais vantagens
e as potenciais desvantagens.
Por exemplo, investigar como produzir esperma humano funcional
ou óvulos a partir de células iPS
pode resultar em benefícios para casais inférteis.
Os cientistas acreditam que a criação de células iPS
significa que as células estaminais entraram numa nova era, ensinando-nos
como controlar a identidade das células.
Os cientistas esperam que as células iPS possam ser capazes de nos dar novas ferramentas
com as quais estudar células normais e doentes no laboratório.
o que significa que medicamentos para o tratamento de doenças como a doença de Parkinson
podem ser testados em células humanas cultivadas no laboratório.
Esperam também conseguir compreender porque é que as células humanas morrem
em doenças degenerativas como a doença de Alzheimer.
Um problema fundamental no desenvolvimento de medicamentos
é que os vários potenciais medicamentos
apenas são testados em sistemas humanos em estados muito avançados do seu desenvolvimento.
Quando chega a esse ponto cerca de oito anos de desenvolvimento
já foram investidos nesse medicamento específico.
Utilizar células humanas em estados mais iniciais no desenvolvimento de medicamentos
ajudará a identificar substâncias que não têm efeito em células humanas.
Eu acho que isto irá definitivamente criar novas oportunidades
de identificar novos medicamentos e acelerar o processo de desenvolvimento de medicamentos.
Irá revolucionar os métodos de estudo de doenças hereditárias.
Estas células de coração que batem foram originalmente criadas
a partir de uma amostra obtida de uma bochecha de uma mulher de 36 anos
e quando eu vi estas células, o meu próprio coração começou a bater mais depressa.
Esta é a descoberta mais importante na área das células estaminais
desde que as células estaminais embrionárias foram descobertas em 1981.
Na minha opinião pessoal entrará nos anais da história
como uma das descobertas mais Incríveis de todos os tempos.
Subtitling by Catarina Vicente Legendas em português: Catarina Vicente