EDITORIAL
Pesquisa básica na terapia celular - luxo ou necessidade?
Hans Fernando Rocha Dohmann
Rio de Janeiro, RJ
Hospital Pró-Cardiaco, Rio de Janeiro, RJ
Endereço para Correspondência Endereço para Correspondência Dr. Hans Fernanado Rocha Dohmann Rua Antonio Vieira, 17/704 Rio de Janeiro RJ Cep: 22010-100 E-mail: hdohmann@cardiol.br
A terapia celular é uma idéia inovadora, com uma enorme perspectiva de contribuir para o tratamento de cardiopatas agudos e crônicos. Foi a partir de resultados promissores dos primeiros estudos experimentais, que foram iniciados os estudos clínicos em humanos.
Estudos experimentais iniciais e, posteriormente, ensaios clínicos levantaram várias hipóteses, entre elas a de que o mecanismo fundamental pelo qual a neovascularização aumentaria o desenvolvimento da rede de colaterais seria através do fornecimento de citoquina suplementar a indivíduos, que devido a idade avançada, diabetes, hipercolesterolemia e outras circunstâncias, ainda não definidas, seriam incapazes de aumentar a expressão de citoquinas em resposta a isquemia tecidual. Apresentaram também a hipótese de que a administração de citoquina claramente representaria, somente, um aspecto da intervenção terapêutica.
As implicações terapêuticas dos fatores de crescimento angiogênicos foram identificadas há 2 décadas pelos estudos pioneiros de Folkman e cols., investigações posteriores estabeleceram a possibilidade da utilização de formulações de fatores de crescimento angiogênicos recombinantes com o objetivo de desenvolver ou aumentar a rede de colaterais em modelos animais de isquemia crônica miocárdica ou de membro, o que ampliou a área de conhecimento em angiogênese1. A partir desses achados iniciais, diversos estudos experimentais, utilizando proteína recombinante ou transferência gênica de VEGF, FGF-2 e HGF, foram realizados2-4.
Os estudos experimentais com células mononucleares da medula óssea revolucionaram o paradigma de que as células endoteliais eram geradas por replicação de células endoteliais maduras5,6. Asahara e cols. observaram que grande parte das células envolvidas no processo de angiogênese tinham origem na MO5. Mais ainda, possibilitaram a descoberta de que há vasculogênese na vida adulta, ou seja, que ocorre surgimento de novos vasos na vida adulta e não somente a replicação de capilares, a partir de vasos já existentes, conceituando o que se sabe, hoje, sobre angiogênese. Após essa publicação muitas outras se seguiram confirmando tais resultados6-15.
A utilização de células originadas da MO em experimentos de neovascularização conta com literatura consistente, onde já foram utilizados modelos de isquemia miocárdica aguda e crônica, conduzidos em diversos animais, utilizando a intracoronariana, via transendocárdica e a transepicárdica16-27.
O implante de células-tronco originadas na medula óssea (CT-MO) foi capaz de melhorar a contração e a perfusão miocárdica em modelos animais de infarto miocárdico e isquemia crônica20,25,26,28,29. Modelos de membro isquêmico em animais também obtiveram neovascularização bem sucedida, a partir do implante de células da MO18,22.
Quanto a capacidade das CT-MO de regenerarem miócitos, muito ainda precisa ser esclarecido. A maioria dos estudos experimentais in vitro e in vivo aponta para as células do estroma da medula óssea, como sendo as principais responsáveis pela transdiferenciação em cardiomiócitos30,31. Makino e cols. demonstraram desenvolvimento de cardiomiócitos in vitro a partir de células mesenquimais de camundongos tratadas com azacitidina32. Estudos experimentais posteriores em animais demonstraram a diminuição da área de fibrose após o transplante com células mesenquimais, tratadas com essa mesma droga. Ainda não está claro se tal técnica pode ser reproduzida em seres humanos apesar desses resultados, uma vez que os efeitos da azacitidina sobre as propriedades mitogênicas das células, ainda não estão totalmente esclarecidos. Os estudos experimentais desenvolvidos por Orlic e cols. puderam demonstrar, pela primeira vez em 2001, que uma subpopulação de células Lin-cKitPos da medula óssea foi capaz de regenerar o miocárdio in vivo33-36. Tais achados abriram um leque de possibilidades para o uso de células mesenquimais na regeneração do músculo cardíaco.
Com base nessa vasta gama de informações pré-clínicas, a partir de 2001, diversos ensaios clínicos em humanos foram publicados. O primeiro relato sobre o uso de CT-MO foi apresentado na Alemanha pelo Dr Bodo Strauer, em agosto de 2001, que realizou a injeção de CT-MO por via coronariana em um paciente após infarto agudo do miocárdio, com segurança37,38.
No estudo TOPCARE, também realizado na Alemanha, o uso de CT-MO e CT selecionadas no sangue periférico por infusão intracoronariana, quatro dias após o infarto agudo do miocárdio em pacientes tratados por angioplastia primária, sugeriu redução da área de necrose ao final de 4 meses39. Wallert e cols. publicaram em julho de 2004 os resultados do primeiro estudo randomizado em pacientes com infarto agudo do miocárdio (BOOST trial), demonstrando a melhora da fração ejeção no seguimento de 6 meses pós implante intracoronariano de CT-MO40.
Em dezembro de 2001, quando ainda não havia nenhum anúncio de implante transendocárdico de células, nosso grupo, integrado pelas equipes do Hospital Pro-Cardíaco, da Universidade Federal do Rio de Janeiro e do Texas Heart Institute, baseado nos resultados iniciais do implante intramiocárdico de CT-MO em ratos infartados, através da ligadura da artéria coronária DA e do implante transendocárdico, guiado por cateter NOGA, em cachorros também infartados com uma técnica semelhante41-43, conduziu um estudo com implante transendocárdico por cateter de CT-MO em 14 pacientes com insuficiência cardíaca de etiologia isquêmica, sem possibilidade de revascularização miocárdica convencional, demonstrando melhora dos sintomas e da perfusão miocárdica ao final de 2 meses44. Tse e cols. também realizaram transplantes de CT-MO em pacientes sem possibilidade de revascularização, porém com função ventricular normal, utilizando cateteres NOGA e observaram redução da área de isquemia à ressonância magnética de perfusão após 3 meses.
Outros estudos com implante de CT-MO durante a cirurgia de revascularização miocárdica, também foram realizados com sucesso45,46, confirmando os resultados de estudos experimentais prévios em modelos caninos, de que não houve nenhuma alteração prejudicial nos corações, onde as células-tronco foram injetadas.
Estudos em animais demonstraram que vários tecidos, alem da medula óssea, possuem células-tronco com grande plasticidade, como a musculatura estriada esquelética. Teoricamente, as células satélites do músculo esquelético talvez pudessem ter uma capacidade de regeneração do miocárdio superior à das células da medula óssea.
Vários grupos investigaram a hipótese de que as células satélites do músculo esquelético pudessem se transdiferenciar em células com propriedades semelhantes às dos miócitos. Isso foi demonstrado com a realização de cardiomioplastia utilizando o músculo grande dorsal eletricamente pré-condicionado47, Resultados promissores também foram obtidos em modelos animais de ratos, coelhos, cachorros, ovelhas e suínos, demonstrando que mioblastos implantados em áreas do miocárdio submetidas à crioinjuria, adquiriram miotubulos incipientes com posterior desenvolvimento de miofibrilas, funcionalmente semelhantes aos cardiomiocitos adjacentes. Posteriormente pôde ser observada a melhora da função sistólica do ventrículo esquerdo em modelos de ratos infartados submetidos ao implante de mioblastos comparado ao implate de cardiomiocitos fetais.
Apesar da habilidade dessas células do músculo esquelético sobreviverem em meio ao tecido fibrótico, existe grande preocupação quanto às diferenças biológicas dessas células em relação ao cardiomiócito adulto, que influenciam o sucesso da integração dessas células ao miocárdio receptor, principalmente no que diz respeito a formação de gap junctions e a função dos receptores dihidropiridínicos30.
A co-cultura de células da musculatura estriada esquelética com células mesenquimais, conforme proposto por Souza e cols., talvez possa trazer uma alternativa às diferenças morfofuncionais entre mioblastos e cardiomiocitos que resulte em acomplamento eletromecânico com sucesso.
Menasche e cols. publicaram pela primeira vez, o sucesso do transplante de mioblastos em pacientes com cardiopatia isquêmica grave48, durante a cirurgia de revascularização miocárdica, demonstrando melhora da viabilidade e contratilidade nas áreas antes acinéticas, no seguimento de 5 meses, a despeito do aumento da incidência de arritmias ventriculares malignas49-51.
A probabilidade do beneficio da terapia celular em estudos clínicos futuros em humanos deve ultrapassar todos os riscos que esse tipo de terapia possa oferecer. Tais conclusões só podem ser inicialmente retiradas através de exaustivos estudos experimentais já realizados em animais, onde tanto a potencial eficácia quanto os possíveis riscos tenham sido estabelecidos.
Já se somam perto de 30 anos de pesquisa básica com terapia celular, tendo o primeiro estudo publicado em 1975, onde foi investigado o crescimento espontâneo de células da medula óssea em tecido tumoral52, e muitas questões ainda aguardam respostas.
O modelo ideal de célula tronco a ser injetado ainda é desconhecido, assim como a quantidade e os subtipos celulares essenciais para o bem sucedido e adequado desenvolvimento de angiogênese e cardiomiogênese. Alternativas concomitantes também precisam ser investigadas, como a associação de terapia medicamentosa ou modificação do microambiente tecidual e/ou celular por engenharia genética.
Até o presente momento, ainda não se sabe se a terapia celular deve ser realizada na fase inicial do infarto agudo do miocárdio, ou quando o ventrículo esquerdo já estiver remodelado, ou ainda, tardiamente, na cardiopatia isquêmica avançada. Não se sabe se existe algum subtipo celular mais adequado para cada objetivo terapêutico, seja o de angiogênese ou miogênese ou ambos, ou se é a interação do pool total de células e seu caldo de citocinas e mediadores inflamatórios com o microambiente tecidual que determina o caminho da regeneração tecidual a ser seguido. O fato é que diversas questões permanecem a respeito dos mecanismos funcionais dessas células in vivo, assim como da capacidade dessas células se integrarem elétrica e funcionalmente ao tecido miocárdico. Em se tratando de terapia com mioblatos, estudos clínicos em seres humanos têm demonstrado grande potencial de arritmias malignas, talvez sugerindo que haja discordância entre as propriedades contráteis e estruturais dessas células em oposição às suas características eletrofisiológicas.
A evidência científica tanto in vitro quanto in vivo tem demonstrado o potencial de diferenciação celular das células tronco e sua capacidade plástica em animais e, possivelmente, em humanos. Contudo, muito ainda precisa ser esclarecido, a partir de modelos pré-clinicos até a sua translação para modelos de terapia em seres humanos, que sejam seguros e eficazes.
O avanço na pesquisa básica é de fundamental importância para que os estudos em humanos possam ir adiante, com modelos randomizados, controlados e duplo-cego, de forma a permitir a clara avaliação dos possíveis benefícios e de forma rápida e eficiente, dar o retorno não somente a sociedade como um todo, mas também e, principalmente, à população de cardiopatas e vasculopatas agudos ou crônicos, cuja sobrevivência numa grande parcela dos casos depende do surgimento de novas modalidades terapêuticas.
Em nossa experiência, não teria sido possível propor um protocolo em humanos, como foi feito em 2001, com chances adequadas de sobrepor os benefícios aos riscos, sem as informações dos modelos experimentais. A opção entre mioblastos ou células da medula óssea, a opção da via de administração em relação ao modelo clínico que pretendíamos tratar, a opção entre pool de células mononucleares ou separação de células, enfim, todas opções fundamentais para o desenho do estudo clínico proposto foram feitas com base em informações colhidas de modelos experimentais desenvolvidos pelo Instituto do Milênio de Bioengenharia Tecidual.
Apesar de todo avanço que ocorrido no campo da terapia celular, fica claro que novas técnicas de administração de células devem estar embasadas em modelos experimentais. Grupos de pesquisa ao redor do mundo que queiram iniciar sua própria experiência com terapia celular devem, portanto, reproduzir técnicas já demonstradas como seguras em outras experiências clínicas ou desenvolver base experimental para tal, como os artigos publicados neste número. A decisão do momento da passagem para a fase clínica não obedece à regra específica (variando de situação para situação na dependência de diversos fatores), mas será sempre da responsabilidade, que o coordenador do projeto ache razoável assumir, desde que respaldado pela sociedade civil, através dos órgãos competentes para este fim, ou seja, o sistema CEP/CONEP.
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Datas de Publicação
-
Publicação nesta coleção
22 Out 2004 -
Data do Fascículo
Out 2004
