Um grupo de células-tronco mesenquimais chamadas células-tronco perivasculares (por se localizarem em volta de vasos sanguíneos) tem dois caminhos para seguir: elas podem se diferenciar em células de gordura ou em células do osso. Como elas tomam essa decisão?

De acordo com cientistas da Universidade Johns Hopkins, isso depende da presença de uma proteína sinalizadora conhecida como WISP-1. Essa é uma proteína matricelular, ou seja, ela está presente na matriz extracelular mas não tem uma função de formação da estrutura e sim uma função reguladora. Essa regulação pode se dar por interação com receptores celulares, proteínas estruturais ou fatores extracelulares, como fatores de crescimento.

Já se sabe há algum tempo que essa proteína promove a multiplicação de células mesenquimais e a diferenciação em células do osso, e que ela interage, por exemplo, com a via Wnt canônica (sobre a qual já falamos aqui) nesse processo. O trabalho liderado pelo professor Aaron James mostrou como a regulação da WISP-1 pode ser manipulada para estimular a formação óssea.

Em um primeiro momento, os pesquisadores caracterizaram a localização da WISP-1 in vivona região ao redor dos vasos sanguíneos no tecido adiposo humano, confirmando a importância fisiológica dessa proteína para as células-tronco perivasculares.

Então, eles editaram geneticamente uma amostra de células-tronco obtidas de pacientes para bloquear a produção da proteína WISP-1. Nessas células, quatro genes que levam à formação de gordura estavam entre 50 e 200 vezes mais ativos do que nas células da amostra controle, que não tinha sido modificada e produzia a proteína normalmente.

Por outro lado, quando o grupo editou geneticamente células-tronco para aumentar a produção da WISP-1, três genes que levam à formação de osso apresentaram uma atividade duas vezes maior do que nas células da amostra controle, que produzia uma quantidade normal da WISP-1. Além disso, os genes que levam à formação de gordura apresentaram atividade 42% menor do que os genes que levam à formação óssea.

Depois de realizar esses testes in vitro,eles testaram a ideia de injetar células-tronco perivasculares com a produção de WISP-1 ativada em um modelo animal e verificaram que, pelo menos nos roedores que participaram do experimento, essa abordagem pode ter ótimos resultados terapêuticos.

Os ratos passaram por um procedimento de fusão espinhal, em que duas vértebras da coluna espinhal precisam ser conectadas por uma haste de metal. Esse tipo de cirurgia é realizada para aliviar dores ou corrigir problemas como escoliose, por exemplo, e para uma boa recuperação é necessária a formação de muitas células ósseas.

Ao passar pela cirurgia, um grupo de ratos recebeu também uma injeção de células-tronco com a produção da proteína WISP-1 ativada (grupo experimental), enquanto outro grupo de ratos funcionou como controle e não recebeu essas células. Após quatro semanas, o grupo experimental apresentava altos níveis da WISP-1 e teve bons resultados de formação óssea, com fusão das vértebras. No grupo controle os cientistas não observaram fusão das vértebras durante o período do experimento.

Essa abordagem pode ajudar pacientes que passam por esse tipo de cirurgia e também que tenham outros problemas ósseos, como fraturas e osteoporose.

Referências: