A capacidade de multiplicação e de diferenciação em tipos especializados de células é o que caracteriza as células-tronco e as torna tão importantes para o desenvolvimento e funcionamento saudável do organismo. Células-tronco embrionárias, por exemplo, dão origem a todo um ser vivo, com seus diferentes órgãos e sistemas. Células-tronco adultas podem, dependendo de suas características, dar origem a certos tecidos e atuar na reparação e manutenção da saúde de órgãos.

Nós já entendemos esse processo o suficiente para conseguir fazer algumas coisas a partir de células-tronco em laboratório, como mini-cérebros, mini-rins e enxertos de intestino– mas, em algum ponto, esses organóides precisam ser implantados em um organismo vivo para continuar funcionando, crescendo e se desenvolvendo. O principal motivo para isso é que uma complexa sinalização bioquímica garante a estrutura adequada para nutrição e funções metabólicas necessárias para sobrevivência, multiplicação e diferenciação das células.

Uma via de sinalização crucial para a regulação do desenvolvimento do organismo e da manutenção e multiplicação das células-tronco em tecidos adultos é a chamada Wnt canônica ou Wnt∕beta-catenina. Quando esta via está ativa – ou seja, há proteínas Wnt no ambiente celular que se ligam a receptores específicos na célula – o crescimento e a multiplicação celulares são estimulados. Existe, ainda, uma família de proteínas – as proteínas RSPO ou R-espondinas – que modulam de maneira positiva essa via, aumentando a sua ativação.

Assim, a ativação dessa via de sinalização é necessária para a manutenção da população de células-tronco nos tecidos adultos e fundamental para que ocorra regeneração após lesões. A organização espacial determina o destino das células: no ambiente ou nicho em que há alta concentração das proteínas sinalizadoras, a população de células-tronco é renovada; em ambientes mais afastados, a diferenciação celular é estimulada. Esse conhecimento já vem sendo utilizado com sucesso para controlar a formação de tecidos 3D in vitro.

Os avanços nessa área resultam em grande parte da identificação dos nichos das células-tronco in vivoem diferentes tecidos e órgãos. Recentemente, cientistas da Universidade de Cingapura chegaram a demonstrar o tipo específico de célula que produz proteínas Wnt e RSPO3 no intestino de camundongos: miofibroblasto epitelial. Se essas células não produzirem as proteínas Wnt, os camundongos não formam intestinos adultos e, se elas não produzirem as proteínas RSPO3, eles não conseguem reparar o intestino após lesões. Com esse estudo, fica mais claro o papel dessas moléculas sinalizadoras no desenvolvimento e na manutenção da homeostase – pelo menos no que diz respeito aos intestinos de camundongos.

Com o aumento do nosso conhecimento sobre a sinalização no nicho ocupado pelas células-tronco em diferentes órgãos, abrem-se possibilidades para controlar a multiplicação e diferenciação celular in vivo– mecanismos que podem ser alvo para terapias regenerativas ou para terapias contra o câncer (quando há multiplicação celular excessiva e desorganizada). Abrem-se, também, mais possibilidades para engenharia tecidual com formação de mini-órgãos in vitroem 3D para estudo de doenças e descoberta de novos tratamentos.

Referências:
Greicius G et a. PDGFRα+ pericryptal stromal cells are the critical source of Wnts and RSPO3 for murine intestinal stem cells in vivo. PNAS. 2018.

Millls KM et al. Wnt ligand presentation and reception: from the stem cell niche to tissue engineering.Open Biol. 2017.