10/11/2009
Agência FAPESP – Células-tronco embrionárias podem ajudar pacientes que apresentam déficits de aprendizagem e de memória após terem sido submetidos a radioterapia para o tratamento de tumores cerebrais, sugere um novo estudo.
A pesquisa, feita por um grupo da Universidade da Califórnia, em Irvine (UCI) e em San Francisco, nos Estados Unidos, será publicada esta semana no site e em breve na edição impressa da revista Proceedings of the National Academy of Sciences.
Capacidades cognitivas prejudicadas pela radioterapia no tratamento de tumores cerebrais foram restauradas em pesquisa experimental com uso de células-tronco (divulgação)
No estudo, feito em ratos, foi observado que células-tronco transplantadas restauraram a aprendizagem e a memória a níveis normais quatro meses após a radioterapia. Por outro lado, animais submetidos à radioterapia e que não receberam células-tronco experimentaram um declínio de mais de 50% na função cognitiva.
“Os resultados fornecem a primeira evidência de que tais células podem ser usadas para melhorar o dano induzido pela radiação do tecido cerebral sadio”, disse Charles Limoli, professor de oncologia radioativa da UCI e principal autor do estudo.
A radioterapia em tumores cerebrais é limitada pelo grau de tolerância do tecido circundante ao tratamento. Ao receberem radiação em níveis necessários para tratar tumores, os pacientes acabam sofrendo graus variados de prejuízo nas capacidades cognitivas que podem afetar significativamente a qualidade de vida.
Na nova pesquisa, células-tronco embrionárias foram transplantadas em ratos que tinham passado por tratamento por radiação. As células foram inseridas no hipocampo, que é uma das poucas regiões no cérebro no qual as células continuam a crescer durante a vida.
Os cientistas observaram que as células-tronco migraram para uma região cerebral conhecida pelo papel no crescimento de neurônios e desenvolveram-se em diversos tipos de células cerebrais.
Na continuação do estudo, os pesquisadores pretendem verificar como as células-tronco transplantadas melhoraram a cognição e se integraram no tecido sadio.
O artigo Rescue of radiation-induced cognitive impairment through cranial transplantation of human embryonic stem cells, de Charles Limoli e outros, poderá ser lido em breve por assinantes da Pnas em www.pnas.org.
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Rescue of radiation-induced cognitive impairment through cranial transplantation of human embryonic stem cells
Munjal M. Acharya a, Lori-Ann Christie b, Mary L. Lan a, Peter J. Donovan c, Carl W. Cotman b, John R. Fike d and Charles L. Limoli a,1
+ Author Affiliations
aDepartment of Radiation Oncology, University of California, Irvine, CA 92697-2695;
bInstitute for Memory Impairments and Neurological Disorders, University of California, Irvine, CA 92697-4540;
cDepartments of Biological Chemistry and of Developmental and Cell Biology, and the Sue and Bill Gross Stem Cell Research Center, University of California, Irvine, CA 92697-3940; and
dDepartment of Neurological Surgery, University of California, San Francisco, CA 94110
Edited by James E. Cleaver, Room N431, University of California, San Francisco, CA, and approved September 30, 2009 (received for review August 17, 2009)
Abstract
Cranial irradiation remains a frontline treatment for the control of tumor growth, and individuals surviving such treatments often manifest various degrees of cognitive dysfunction. Radiation-induced depletion of stem/precursor cell pools in the brain, particularly those residing in the neurogenic region of the hippocampus, is believed, in part, to be responsible for these often-unavoidable cognitive deficits. To explore the possibility of ameliorating radiation-induced cognitive impairment, athymic nude rats subjected to head only irradiation (10 Gy) were transplanted 2 days afterward with human embryonic stem cells (hESC) into the hippocampal formation and analyzed for stem cell survival, differentiation, and cognitive function. Animals receiving hESC transplantation exhibited superior performance on a hippocampal-dependent cognitive task 4 months postirradiation, compared to their irradiated surgical counterparts that did not receive hESCs. Significant stem cell survival was found at 1 and 4 months postirradiation, and transplanted cells showed robust migration to the subgranular zone throughout the dentate gyrus, exhibiting signs of neuron morphology within this neurogenic niche. These results demonstrate the capability to ameliorate radiation-induced normal tissue injury using hESCs, and suggest that such strategies may provide useful interventions for reducing the adverse effects of irradiation on cognition.
cognition stem cells radiotherapy
Footnotes
1To whom correspondence should be addressed. E-mail: climoli@uci.edu
Author contributions: C.L.L. designed research; M.M.A. and M.L.L. performed research; P.J.D. contributed new reagents/analytic tools; M.M.A., L.-A.C., C.W.C., and C.L.L. analyzed data; and M.M.A., L.-A.C., J.R.F., and C.L.L. wrote the paper.
The authors declare no conflict of interest.
This article is a PNAS Direct Submission.
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