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Ano: 2008  Vol. 12   Num. 1  - Jan/Mar Print:
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Perspectivas no Tratamento da Perda Auditiva com Clulas-tronco
Perspectives in the Treatment of Hearing Loss with Stem Cells
Author(s):
Luiz Carlos de Melo Barboza Junior 1, Jeanne Oiticica 2, Ana Carla Batissoco 3
Palavras-chave:
cclea, perda auditiva, clulas-tronco, clulas cultivadas, clulas pilosas, terapia biolgica
Resumo:

Introduo: Dano e perda de clulas ciliadas na orelha interna a causa mais freqente de perda auditiva, desde que a perda das clulas ciliadas de mamferos irreversvel. O tratamento da perda auditiva consiste do uso de aparelhos de amplificao sonora ou implantes cocleares, porm ambos restauram a audio com limitado sucesso. Os esforos das atuais pesquisas esto focalizados na manipulao de genes, terapia gnica e transplante de clulas-tronco na inteno de reparar ou substituir as clulas ciliares lesadas da cclea de mamferos. Objetivos: Esta reviso abordar os ltimos achados e tcnicas do tratamento com clulas-tronco na orelha interna. Concluses: As recentes descobertas sobre a terapia baseada em clulas-tronco tm aberto uma nova e estimulante avenida para o desenvolvimento de estratgias para restabelecimento da audio.

INTRODUO

A surdez congnita apresenta alta incidncia (1:1000 nascidos e 1:1000 desenvolvendo surdez no decorrer da infncia). Com o crescimento da expectativa de vida da populao, a prevalncia da surdez adquirida tem aumentado. Estima-se que um tero dos adultos com mais de 65 anos apresenta hipoacusia incapacitante. Constitui-se um dos transtornos crnicos mais freqentes, com mais de 250 milhes de afetados em todo o mundo (1).

A maioria das perdas auditivas adquiridas ou congnitas decorre de dano ou perda das clulas ciliares cocleares ou dos seus neurnios associados. A irreversibilidade da surdez em mamferos devido incapacidade de substituio das clulas perdidas, seja por diviso celular ou por regenerao de clulas endgenas no epitlio da orelha interna. Clinicamente, a funo das clulas ciliadas perdidas pode ser parcialmente restaurada por estimulao eltrica do nervo auditivo, sendo possvel com o uso dos implantes cocleares. Outras alternativas teraputicas baseadas biologicamente esto sendo exploradas (2,3).

Um dos objetivos da terapia da surdez a restaurao das clulas danificadas tanto cocleares como neurais. Duas possibilidades so atualmente consideradas: estimulao de clulas endgenas por injeo de agentes exgenos (por exemplo, fatores de crescimento ou vetores virais manipulados por engenharia gentica) ou injeo de clulas progenitoras ou clulas-tronco para substituio do tecido perdido (4).
Nesta reviso, a seleo dos artigos foi realizada atravs de uma busca eletrnica da literatura nas bases de dados MEDLINE e do site da Organizao Mundial da Sade. Foram inclusos estudos que enfatizaram o potencial uso teraputico das clulas-tronco aplicadas no tratamento da perda auditiva.


REVISO DE LITERATURA

As clulas-tronco (CT) possuem as propriedades de auto-replicao e diferenciao em uma variedade de tipos celulares. Esta potencialidade tem sido explorada para buscar a regenerao das clulas ciliadas de mamferos. Um importante avano nas perspectivas para a utilizao das CT para substituir as clulas do ouvido interno foi a descoberta da gerao de clulas ciliadas a partir de CT embrionrias, CT adultas de orelha interna, CT de medula ssea e CT neurais (5,6,7,8). Tais clulas so pluripotentes, logo, em teoria, poderiam originar todos os tipos celulares da orelha interna. Alm disso, essas clulas se integraram ao embrio estrutural e funcionalmente, quando colocadas em fases iniciais do perodo embrionrio. Portanto, pode-se pensar na possibilidade de aplicaes clnicas dessas CT em orelhas surdas.

Atualmente as CT esto sendo pesquisadas em diversas doenas. So usadas experimentalmente para gerar clulas musculares e vasos coronrios para cardiopatias, neurnios motores para leso em medula espinhal, clulas insulino-secretoras para diabetes e neurnios dopaminrgicos para Doena de Parkinson (4).

Existem 3 fontes principais de CT para regenerao das clulas ciliadas: CT embrionrias, CT isoladas da prpria orelha interna e CT obtidas de outros rgos como crebro, pele e medula ssea.

Clulas-tronco isoladas da prpria orelha interna

H aproximadamente duas dcadas, observou-se recuperao estrutural e funcional da audio aps trauma acstico ou medicamentoso em aves (9,10). Aps a morte das clulas ciliadas, as clulas de suporte no-sensoriais recebem sinais moleculares ou genticos, que desencadeiam proliferao ou transdiferenciao em clulas ciliadas imaturas. Finalmente, h reinervao das clulas ciliadas ocorrendo a aferncia sensorial. A demonstrao da regenerao de clulas ciliadas em aves tem inspirado e aumentado o interesse na elucidao deste processo reparador, pois tal fenmeno no ocorre em mamferos (11).

Em 2003, LI et al descobriram que o epitlio utricular de mamferos adultos contm clulas de suporte com propriedades progenitoras (6), enquanto, no rgo de Corti maduro, somente foi observada transdiferenciao de clulas no sensitivas em clulas ciliadas com induo de genes. (12,13,14)

Quando as clulas so isoladas do epitlio sensitivo do utrculo de rato adulto, h produo de esferas proliferadoras de clulas. Estas esferas se renovam e produzem diversos tipos de clulas com caractersticas morfolgicas e marcadores biolgicos de clulas ciliadas, como myosin VIIa e Brn-3.1; e de clulas de suporte, como p27kip1. luz dos conhecimentos biolgicos atuais, tais dados sugerem que as clulas de suporte utriculares possam ser consideradas como clulas-tronco. Quando estas clulas foram implantadas em vesculas ticas (orelhas em desenvolvimento) de embrio de galinhas, elas foram integradas com sucesso expressando caractersticas de clulas ciliadas. Alm disso, quando transplantadas para msculos e fgado de embrio de galinha em desenvolvimento, essas clulas foram totalmente incorporadas, logo sugerindo caractersticas multipotentes destas clulas-tronco (5,6).

Em 2002, MALGRANGE et al isolaram esferas formadoras de clulas originadas de rgo de Corti de ratos recm-nascidos e, mais recentemente, LOU et al conseguiram reproduzi-las em ratos jovens, porm a cclea e o rgo de Corti ainda estavam imaturos, ou seja, no tinham completado todo o processo de diferenciao. Tais esferas possuam CT multipotentes com a capacidade de se diferenciar em todos os tipos de clulas da orelha interna (12,13).

Clulas-tronco embrionrias

Essas clulas so provenientes de um conjunto celular do interior do blastocisto. So precursoras de todas as linhagens embriolgicas, pois possuem a capacidade de se diferenciar em clulas mesodrmicas (osso, sangue, msculos), endodrmicas (intestino) e ectodrmicas (pele, nervo, clulas ciliadas). Por esse poder de gerar mltiplos tipos de clulas, so caracterizadas como clulas-tronco pluripotentes.

LI et al, em 2003, conseguiram in vitro produzir clulas de orelha interna a partir de CT embrionrias de rato. Estas CT, cultivadas com determinados fatores de crescimento, expressaram uma combinao de genes marcadores especficos que caracterstica de clulas ciliadas (5).

Recentemente, COLEMAN et al realizaram um xenotransplante de CT embrionrias de ratos em cobaias surdas. A implantao dessas clulas foi realizada via escala timpnica por meio de uma cocleostomia. A sobrevivncia e a compatibilidade tecidual foram avaliadas nas primeiras 4 semanas. Alm de clulas flutuando na perilinfa e aderidas na citoarquitetura coclear, observou-se migrao das clulas transplantadas para o canal de Rosenthal. Outro achado interessante foi a expresso de marcadores neurais NF-L, evidenciando uma diferenciao das CT embrionrias (15).

Uma caracterstica intrigante deste experimento foi a ausncia de resposta inflamatria da cclea em relao ao xenotransplante. Por esta propriedade peculiar, alguns autores consideram a cclea um santurio imunolgico (15).

Clulas-tronco neurais

A integrao parcial das CT neurais introduzidas em tecidos lesados, como na Doena de Parkinson e leso de medula espinhal em modelos animais, justificou a aplicao desta tcnica no tratamento da perda auditiva neurossensorial.

As CT neurais possuem a capacidade de se diferenciarem nos principais tipos de clulas neurais: neurnios, astrcitos e oligodendrcitos. CT neurais de rato adulto foram xenotransplantadas para a orelha interna de cobaias adultas para avali-las quanto taxa de sobrevivncia e ao grau de diferenciao. As CT neurais sobreviveram por no mnimo 4 semanas aps implantao e migraram para regies funcionalmente importantes: rgo de Corti, gnglio espiral e nervo auditivo. Houve diferenciao em neurnios por expresso de marcadores especficos TUJ1, entretanto no ocorreu expresso de marcadores de clulas ciliadas tipo miosina VIIa (16).

As CT neurais geralmente so captadas na parede lateral do ventrculo lateral e giro denteado, porm o epitlio olfatrio tambm pode ser considerado uma fonte destas clulas. O epitlio olfatrio tem uma caracterstica mpar, pois a nica juno entre o sistema nervoso central e perifrico que contm clulas-tronco neurais. PATEL, em 2006, introduziu essas CT neurais em cclea de ratos e observou que sobreviveram e cresceram nos 3 giros cocleares e nos fluidos peri e endolinfticos (17).

Clulas-tronco mesenquimais da medula ssea

As CT mesenquimais de medula-ssea tambm so possveis candidatas no tratamento da surdez neurossensorial. Elas possuem o poder de diferenciao em vrios tipos celulares (osteoblastos, condrcitos, mioblastos, adipcitos e neurnios) e so facilmente obtidas.
Essas CT podem ser utilizadas na orelha interna em 3 possveis estratgias: restaurao das clulas perdidas, produo de fatores de crescimento e introduo de genes.

NAITO et al, em 2004, aps implantao de clulas autlogas de medula-ssea em orelha interna de ratos com surdez induzida, demonstraram sobrevivncia e migrao das clulas injetadas em diversas regies da cclea: escalas vestibular e timpnica, ligamento espiral, estria vascularis e modolo, incluindo gnglio espiral e nervo coclear. Alm da implantao, as clulas se diferenciaram em neurnios pela observao de expresso de marcadores neurais como o NF200 (18). Em outro experimento similar, algumas das clulas implantadas expressaram conexina-26, uma protena constituinte da juno intercelular das clulas de suporte e fibroblastos do rgo de Corti e crucial na manuteno do potencial endococlear. Este achado indica um possvel uso do transplante das CT da medula ssea para a restaurao das junes intercelulares dos tecidos conjuntivos cocleares (19).


DISCUSSO

O uso experimental de clulas-tronco no tratamento da surdez j mostra resultados promissores para aplicao clnica futura. Apesar das boas expectativas, existem vrios obstculos dessa terapia, surgindo vrias questes a serem respondidas: qual ser a melhor CT? Pode haver rejeio imunolgica em transplantes celulares? Qual ser a melhor maneira de implantao das clulas sem lesar ainda mais a citoarquitetura da orelha interna? Como contornar o potencial de crescimento tumoral das CT? E as novas clulas ciliadas formadas, sero reinervadas? A provvel terapia com CT substituir os atuais implantes e aparelhos de amplificao sonora? Ser vivel a reconstruo de todo o mapa tonotpico da cclea?

Na escolha da mais adequada CT para a restaurao celular na orelha interna, teoricamente as CT embrionrias seriam boas candidatas, pois possuem a capacidade de gerar clulas dos 3 folhetos germinativos e j foram empregadas com relativo xito em experimentos com outras doenas (Diabetes Melitus, Doena de Parkinson e leses de medula espinhal). Entretanto existem evidncias que algumas linhagens de CT embrionrias sejam capazes de se transformarem em tumores, originando tecidos indesejveis aps o transplante celular (20). Alm disso, a destruio de embries, durante a captao das CT, questionada sob o ponto de vista tico.

As CT neurais so capturadas de rgos, logo o seu uso seria eticamente plausvel. Pela ntima relao anatmica e embriolgica entre a orelha interna e o crebro, as CT neurais podem ser utilizadas na restaurao das clulas ciliadas da cclea. Outra aplicao seria no tratamento das neuropatias auditivas (21).

Entretanto o limitado acesso s CT neurais poder comprometer o seu uso clnico, pois so encontradas em regies profundas do crebro. J as CT mesenquimais de medula ssea so de fcil obteno e, no seu processo de diferenciao, tambm geram neurnios. Estes, com as neurotrofinas produzidas, aumentariam o nmero de neurnios e forneceriam suporte ao gnglio espiral, com possvel melhora na eficcia do implante coclear (7).

A comparao in vitro do potencial de diferenciao em clulas ciliadas das CT neurais com o das CT adultas de orelha interna evidenciou duas diferenas. Primeiro, as CT de orelha interna diferenciaram-se 100 vezes mais que as CT neurais (10% contra 0.1%). Segundo, as CT de orelha interna diferenciaram-se mais completamente em clulas ciliadas que as CT neurais. (6)
Diante destas evidncias, considera-se apropriado o uso de CT do prprio rgo como instrumento de reparo biolgico. Logo, a CT de orelha interna seria a melhor escolha.


CONCLUSO

A utilizao de clulas-tronco no tratamento da surdez neurossensorial ainda parece uma realidade distante. Ainda existem muitos questionamentos a serem respondidos. No entanto, os passos iniciais j foram dados na tentativa de compreender os mecanismos envolvidos na regenerao celular da orelha interna.


REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

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18. Naito Y, Nakamura T, Nakagawa T, Iguchi F, Endo T, Fujino K, et al. Transplantation of bone marrow stromal cells into the cochlea of chinchillas. Neuroreport. 2004, 19;15(1), 1-4.

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21. Parker M, Cotanche D. The potencial use of stem cells for cochlear repair. Audiol Neurootol. 2004, 9, 72-80.











1 Mdico Otorrinlaringologista pelo Departamento de Otorrinolaringologia da Faculdade de Medicina da Universidade de So Paulo.
2 Mdica Doutora pelo Departamento de Otorrinolaringologia da Faculdade de Medicina da Universidade de So Paulo.
3 Farmacutica e Doutoranda do Departamento de Gentica e Biologia Evolutiva do Instituto de Biocincias da Universidade de So Paulo.

Endereo para correspondncia: Rua Silva Paulet, 772 - Aldeota - Fortaleza / CE - CEP: 60120-020 - Telefone: (85) 3224 3858 / (88) 3571 2549 -
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Este artigo foi submetido no SGP (Sistema de Gesto de Publicaes) da R@IO em 12 de outubro de 2007. Cod. 342. Artigo aceito em 9 de janeiro de 2008.
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