Sobre diferenciação celular, qual tipo celular consegue se diferenciar em apenas um tipo de tecido?

A diferenciação celular é um conceito da biologia do desenvolvimento que descreve o processo pelo qual as células se especializam em uma célula "típica". A morfologia de uma célula pode mudar dramaticamente durante a diferenciação, mas o material genético permanece o mesmo, com algumas exceções.

Uma célula capaz de se diferenciar em vários tipos de células é chamada de pluripotente . Essas células são chamadas de células-tronco em animais e células meristemáticas em plantas . Uma célula capaz de se diferenciar em todos os tipos de células de um organismo é considerada totipotente . Em mamíferos , apenas o zigoto e as células embrionárias jovens são totipotentes, enquanto nas plantas muitas células diferenciadas podem se tornar totipotentes.

Apresentação

Imagem de células epiteliais (pele). O núcleo das células é verde e a membrana é vermelha.

Representação de uma célula cônica do olho, responsável pela visão das cores. Vemos que sua morfologia é muito diferente da das células epiteliais, porque as duas células desempenham funções muito diferentes.

Na maioria dos organismos multicelulares, nem todas as células são iguais. Eles apresentam diferenças importantes em termos de sua morfologia e de sua função. Por exemplo, as células que constituem a pele dos humanos são diferentes das células que constituem os órgãos internos. No entanto, todos os diferentes tipos de células são derivados de um único óvulo fertilizado por meio da diferenciação. A diferenciação é um mecanismo pelo qual uma célula não especializada se especializa em um dos muitos tipos de células que compõem o corpo, como miócitos (células musculares), células hepáticas (do fígado ) ou mesmo neurônios (células do sistema nervoso ) . Restringir o potencial de diferenciação de uma célula, ou seja, em quais tipos de células ela pode evoluir, começa muito cedo no desenvolvimento. Em humanos, como em outros metazoários triblásticos, as células do embrião se organizam em três zonas, chamadas de camadas embrionárias . Cada uma das três camadas (endoderme, mesoderme, ectoderme) só pode se diferenciar em órgãos específicos. Por exemplo, todas as células do sistema nervoso se originam do ectoderma. Durante a diferenciação, alguns genes são expressos enquanto outros são reprimidos. O processo de diferenciação é intrinsecamente regulado graças, em particular, ao material epigenético das células e, em particular, aos fatores de transcrição específicos para uma determinada linhagem celular que envolverá uma célula que ainda é ingênua em uma via de diferenciação (deixe-nos mencionar MyoD e Myf5 para células musculares estriadas esqueléticas). Assim, a célula diferenciada irá expressar uma parte específica de seu genoma e desenvolver estruturas específicas e adquirir certas funções.

A diferenciação pode levar a mudanças em muitos aspectos da fisiologia de uma célula: seu tamanho, forma, polaridade, atividade metabólica , sensibilidade a certos sinais e expressão de genes podem ser alterados durante a diferenciação. Na citopatologia , o nível de diferenciação celular é usado como uma medida da progressão do câncer .

Células de mamífero

Separando as células de mamíferos em três categorias: as células da linha germinativa , as células somáticas e as células-tronco . Cada uma das aproximadamente 10 14 (cem trilhões) células do corpo humano possui sua (s) própria (s) cópia (ões) do genoma , além de algumas células que perderam o núcleo durante a diferenciação, como os glóbulos vermelhos . A maioria dessas células é diplóide , ou seja, possuem duas cópias de cada cromossomo . Essas células são chamadas de células somáticas. A maioria das células que constituem o corpo humano está nesta categoria.

As células da linha germinativa são as células que, em última instância, dão origem aos gametas - oócitos e espermatozóides - e são as únicas a transmitir seu material genético às gerações subsequentes. As células-tronco, por outro lado, têm a capacidade de se dividir um grande número de vezes e se transformar em células especializadas enquanto se regeneram.

Diferenciação durante o desenvolvimento

O desenvolvimento começa quando um espermatozóide fertiliza um óvulo e cria uma única célula que pode potencialmente formar um organismo inteiro. Nos primeiros dias após a fertilização, esse óvulo se divide em várias células idênticas. Em humanos, cerca de quatro dias após a fertilização e após vários ciclos celulares, essas células começam a se especializar e formar uma esfera oca chamada blastocisto . Este possui uma camada de células externas (as células periféricas ou trofectoderme ) e um grupo de células internas, chamadas células da massa interna. São essas células que formarão todos os tecidos do corpo humano. Apesar disso, eles não podem mais formar individualmente um organismo inteiro: eles são qualificados como pluripotentes. Essas células, então, continuam a ser determinadas gradualmente até darem células-tronco, que darão células de tipos bem definidos. Por exemplo, as células-tronco do sangue localizadas na medula óssea produzem glóbulos vermelhos , glóbulos brancos e plaquetas .

Diferenciação ao longo da vida

A diferenciação das células-tronco é um mecanismo que permite aos humanos renovar suas células. A parte basal da pele é composta por células-tronco, que se diferenciam de forma assimétrica: uma célula-tronco dá origem a uma célula da pele ( queratinócito ) e a uma célula-tronco. A célula cutânea formada migra gradualmente para a superfície da pele. Assim, nossa epiderme se renova constantemente.

Da mesma forma, os intestinos são cobertos por pequenas saliências, as vilosidades. Na parte inferior de suas saliências está uma cripta, que abriga uma célula-tronco. As células filhas deste último migram gradualmente para cima nas vilosidades. Assim que estão a uma certa distância do fundo da cripta, não sentem mais a ação das proteínas Wnt (que inibem a diferenciação). Portanto, tornam-se células endoteliais.

Desdiferenciação

Portanto, deve-se notar que, à medida que as células se diferenciam, o número de tipos de células que elas podem produzir diminui, daí o nome especialização. No entanto, existem, até certo ponto, fenômenos de desdiferenciação pelos quais células relativamente especializadas podem se tornar menos especializadas novamente. Este tipo de mecanismo permanece limitado na medida em que, durante a diferenciação, o material epigenético (em particular) é irreversivelmente modificado.

Em animais, esse fenômeno é raro no estado natural, mas podemos dar o exemplo da cauda da salamandra  : depois de cortadas, as células do coto são desdiferenciadas, de forma a poder reformar todos os tecidos da cauda. .

Células de plantas

Algumas células se diferenciam em pêlos da raiz (uma célula = um pêlo da raiz); outras células constituirão os vasos condutores de seiva, células do parênquima, etc. Essas células são produzidas a partir das células meristemáticas do meristema do tronco (caule e folha) e do meristema da raiz (raiz). As células meristemáticas param sua proliferação e se diferenciam definitivamente após a indução floral e a formação do tecido floral. As células vegetais podem ser desdiferenciadas como as células do periciclo, que podem ser a origem das raízes secundárias.

Patologia

Em certas circunstâncias patológicas, as células podem alterar a diferenciação. Isso é chamado de metaplasia . Por exemplo, sob a influência da fumaça do tabaco inalado , as células respiratórias cabeludas da mucosa brônquica podem se transformar em células escamosas .

Além disso, durante o processo canceroso , as células diferenciadas podem perder sua diferenciação e se tornarem anaplásicas .

Na imunohistoquímica, é possível estudar proteínas específicas de um determinado tipo histológico, denominado " marcador de diferenciação ".

Notas e referências

Artigos relacionados

As células-tronco destacam-se pela capacidade de se transformar em diferentes tipos celulares, ou seja, são células com grande capacidade de diferenciação. Essas células encontram-se em um estágio em que não estão completamente especializadas, o que permite que elas sejam programadas para desempenhar qualquer função.

Além de sua capacidade de diferenciação, as células-tronco destacam-se por sua capacidade de autorrenovação. Isso quer dizer que essas células são capazes de proliferar-se e gerar outras células-tronco idênticas.

→ Diferentes tipos de células-tronco

Costuma-se classificar as células-tronco em diferentes tipos: células-tronco totipotentes, células-tronco embrionárias, células-tronco adultas e células pluripotentes induzidas.

• Células-tronco totipotentes: são capazes de formar células de qualquer tecido do corpo, inclusive tecidos embrionários e extraembrionários. Costuma-se dizer que esse tipo de célula é capaz de originar um organismo por inteiro. Como exemplo de células-tronco totipotentes, podemos citar o zigoto e as células provenientes de seu desenvolvimento até a fase de mórula;

• Células-tronco embrionárias: Essas células são também chamadas de pluripotentes, pois são capazes de transformar-se em qualquer tipo celular de um indivíduo adulto. As células-tronco embrionárias não podem gerar tecidos extraembrionários, sendo esse um critério para diferenciação. Essas células são obtidas do embrião em uma fase de desenvolvimento chamada de blastocisto. Nessa etapa do desenvolvimento, ainda não ocorreu diferenciação celular;

• Células-tronco adultas: Essas células são também denominadas de células-tronco multipotentes, pois, diferentemente das células-tronco embrionárias e totipotentes, elas não são capazes de se diferenciar em todos os tipos celulares existentes. As células-tronco adultas são capazes apenas de gerar células do tecido que originaram. Esse tipo de célula é obtido, por exemplo, na medula óssea humana e no sangue do cordão umbilical;

• Células pluripotentes induzidas: Essas células são criadas em laboratório a partir da reprogramação do código genético. Após ser reprogramada, uma célula adulta é capaz de voltar ao seu estágio de célula-tronco embrionária.

→ Importância do uso de células-tronco na Medicina

Na Medicina, as células-tronco apresentam grande utilidade, pois podem ser utilizadas para substituir as células doentes. Com essa técnica, conhecida como terapia celular, é possível tratar diferentes doenças. Diversos estudos têm mostrado a eficiência das células-tronco na reconstituição de tecido cardíaco após infarto e no tratamento de doenças neurológicas, por exemplo. Assim sendo, são fundamentais estudos na área para que se conheça melhor o funcionamento dos diferentes tipos de células-tronco e em que doenças elas são mais eficientes.

É importante salientar que transplantes de células-tronco adultas são feitos desde a década de 1950 pela técnica de transplante de medula óssea. Essa técnica, consideravelmente eficiente, têm sido utilizada para tratar doenças que afetam o sistema hematopoiético, responsável pela produção de células sanguíneas.

→ Legislação brasileira a repeito das células-tronco

A lei nº 11.105, de 24 de março de 2005, regulamenta no Brasil as normas que regem os estudos com células-tronco. De acordo com essa lei, “é permitida, para fins de pesquisa e terapia, a utilização de células-tronco embrionárias obtidas de embriões humanos produzidos por fertilização in vitro e não utilizados no respectivo procedimento, atendidas as seguintes condições: sejam embriões inviáveis; ou sejam embriões congelados há 3 (três) anos ou mais, na data da publicação desta Lei, ou que, já congelados na data da publicação desta Lei, depois de completarem 3 (três) anos, contados a partir da data de congelamento.” Vale frisar que, em qualquer um dos casos, faz-se necessário o consentimento dos genitores.