Células-tronco criam raízes

Aparna é redatora científica freelance e cursa doutorado em bioinformática e genômica na Universidade de Harvard. Ela usa seu treinamento multidisciplinar para encontrar tanto a ciência de ponta quanto o ser humano...

À medida que ingerem lanches açucarados e ácidos corrosivos, os dentes podem sofrer muitos danos. Em particular, quando bactérias astutas passam furtivamente pela camada protetora externa do dente, elas podem penetrar na polpa dentária que vive em seu núcleo. Esses residentes indesejados desencadeiam inflamação – mais reconhecível para nós como dor lancinante e inchaço.

Os dentes não estão indefesos, no entanto. Eles podem combater infecções menores e reparar alguns danos. “A polpa dentária tem capacidade de se reparar e regenerar, mas é muito limitada”, disse Sriram Ravindran, bioengenheiro da Universidade de Illinois, Chicago. “Elas não são células todo-poderosas.”

Essa capacidade de regeneração vem de células-tronco enterradas na polpa dentária. Essas células podem se transformar em muitos dos diferentes tipos de células necessários para uma polpa dentária saudável, mas nem sempre possuem energia suficiente por si só para restaurar o tecido danificado por uma infecção ou outra lesão. Quando a infecção progride muito, é necessária intervenção dentária. Isso pode envolver um procedimento como um tratamento de canal para eliminar as bactérias e preencher o dente ou uma extração dentária.

“[Com um canal radicular,] você se livra do tecido mole da polpa dentária e o substitui por material inorgânico”, disse Ana Angelova Volponi, dentista e bióloga regenerativa do King's College London. “Mas nesse momento o dente perde qualquer tipo de vitalidade.”

Em vez de remover dentes ou preenchê-los com polímeros, os cientistas procuram formas de canalizar o poder regenerativo dos dentes para uma solução biológica para a perda dentária. Com a ajuda de cocktails de moléculas biológicas, estruturas cuidadosamente concebidas e sistemas de aplicação de inspiração biológica, esperam expandir o conjunto de ferramentas do médico para reparar não só os dentes, mas também outras partes degeneradas do corpo.

As células-tronco não estão apenas na polpa dentária; eles também estão nas gengivas, no osso alveolar que ancora os dentes e até mesmo nas fibras finas que mantêm o dente posicionado com segurança no osso. As células estaminais de diferentes partes da boca podem ter propriedades ligeiramente diferentes: algumas podem dividir-se mais rapidamente, enquanto outras têm maior probabilidade de regenerar certos tecidos (1).

À primeira vista, as células-tronco dentárias parecem notavelmente semelhantes às células-tronco extraídas da medula óssea. Elas são amplamente classificadas como células-tronco mesenquimais e, embora não possam regenerar todos os tipos de células, ainda têm muitos caminhos possíveis.

“O ambiente extracelular em que residem as células-tronco determina o que acontece com essas células”, disse Ravindran. Dentro do dente, elas estão a caminho de se tornarem várias células da polpa dentária. Mas a combinação certa de moléculas e sinais genéticos pode mudar esse caminho, transformando-os em qualquer coisa, desde osso até gordura.

Uma maneira que os cientistas imaginam reparar um dente danificado é colocar células-tronco no dente e dar-lhes os sinais certos para regenerar as células danificadas. A parte complicada é saber exatamente quais fatores levarão a esse resultado; afinal, deixar crescer uma bola de gordura na cavidade dentária não seria útil.

Angelova Volponi mediu os níveis de expressão de diferentes genes quando as células-tronco se desenvolvem normalmente dentro do dente ou quando são atingidas por moléculas sinalizadoras de desenvolvimento em laboratórios artificiais. Esta abordagem poderia identificar moléculas-chave que fazem uma célula-tronco se transformar, digamos, em uma célula que produz dentina, uma das camadas externas duras do dente. Ela também está pensando em como modificar geneticamente células-tronco para aumentar sua capacidade de cicatrização de feridas.

Ravindran, por outro lado, adotou uma abordagem de “caixa preta”. Ele se concentra nos exossomos, pequenos pacotes de moléculas de RNA e proteínas liberadas pelas células e absorvidas por outras células. “Isso é o que você pode chamar de transportadores de correio para comunicação célula a célula”, disse Ravindran. Exossomos de células específicas – células ósseas, por exemplo – podem instruir as células-tronco a se transformarem no mesmo tipo de células. Com esta estratégia, Ravindran não precisa determinar manualmente cada fator envolvido na diferenciação; as células já as empacotaram convenientemente em exossomos.