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O avanço da década de 1960: como o vírus Sendai mudou o mundo da fusão celular?
A fusão celular é um processo celular importante no qual várias células com um único núcleo se combinam para formar uma célula multinucleada chamada sincício. Esse fenômeno ocorre durante a diferenciação de mioblastos, osteoclastos e trofoblastos, bem como durante a embriogênese e a morfogênese. A fusão celular é uma etapa fundamental na maturação celular, garantindo que as células continuem a manter suas funções específicas durante o crescimento.
Revisão Histórica
Em 1839, Theodor Schwann expandiu a teoria de que a vida é composta de células em seu livro Pesquisa Microscópica, propondo que células discretas formam a base da vida. A observação de Schwann de que a parede celular e a cavidade de algumas células se fundiam forneceu a primeira pista de que as células poderiam se fundir. Entretanto, foi somente em 1960 que os biólogos celulares realizaram pela primeira vez a fusão celular deliberadamente. Eles combinaram células isoladas de camundongo e usaram o vírus Sendai para induzir a fusão das membranas externas das células.
Essas células híbridas fundidas contêm cromossomos de ambos os parceiros de fusão e são chamadas de sincários.
No final da década de 1960, biólogos fundiram com sucesso células de diferentes tipos e espécies para criar híbridos chamados heterocariontes, que retêm dois ou mais núcleos separados. O trabalho foi liderado por Henry Harris, da Universidade de Oxford, e Nils Lingerts, do Instituto Karolinska, na Suécia. Eles reacenderam o interesse na fusão celular. Essas células híbridas estão dando aos biólogos uma visão mais aprofundada de como diferentes tipos de citoplasma afetam a função de diferentes tipos de núcleos.
Tipos de fusão celular
A fusão celular pode ser dividida em duas categorias: homotípica e heterotípica. A fusão celular homotípica ocorre entre células do mesmo tipo, como osteoclastos ou fibras musculares que se fundem entre si. Quando os núcleos de duas células se fundem, uma célula sincicial é criada. As células heterocarióticas resultantes podem se reproduzir ao longo de muitas gerações. A fusão heterotípica de células ocorre entre diferentes tipos de células e também resulta na fusão de células sinciciais, por exemplo, células derivadas da medula óssea (BMDCs) com células de outros órgãos.
Método de fusão celular
Existem quatro métodos principais de fusão celular atualmente usados por biólogos celulares e biofísicos. Esses métodos incluem eletrofusão, fusão de células em arco com álcool polivinílico, fusão induzida pelo vírus Sendai e a fusão de plasma térmico controlada opticamente desenvolvida recentemente.
A eletrofusão representa uma das técnicas mais inovadoras da biologia moderna.
O processo de eletrofusão consiste em colocar duas células em contato por meio de eletroforese e então aplicar uma voltagem pulsada para promover a fusão das membranas celulares. O álcool polivinílico é altamente eficiente, mas sua toxicidade também é relativamente alta. A fusão induzida pelo vírus Sendai tem diferentes estágios de temperatura, e o efeito de fusão em cada estágio também é diferente. A tecnologia de plasma térmico desenvolvida recentemente permite a fusão celular sob diferentes condições de amortecimento, o que abre possibilidades completamente novas para pesquisa.
Aplicação em terapia humana
Com a crescente demanda por transplantes de órgãos e tecidos, a fusão celular ganhou atenção como uma possível abordagem terapêutica. Biólogos estão começando a explorar o potencial da fusão celular para reparar tecidos após danos. Apesar dos muitos desafios, se essas dificuldades puderem ser superadas, o potencial terapêutico da fusão celular não poderá ser subestimado.
Função nas células vegetais
Nas plantas, a frequência de fusão celular é muito menor do que nas células eucarióticas, mas as células vegetais também têm seu próprio modo de fusão exclusivo. As paredes celulares vegetais podem ficar mais finas antes da fusão ou formar pontes entre as células, e até mesmo durante a fusão dos gametas.
Papel na progressão do câncer
A fusão celular também se tornou um foco na pesquisa do câncer. Devido à fusão de vários tipos diferentes de células, células poliploides podem ser produzidas. Essas células podem se tornar instáveis devido às diferentes combinações de genes que carregam, o que pode levar à ocorrência de doenças. A fusão de células derivadas da medula óssea e células tumorais malignas dá a essas células cancerosas uma maior capacidade de disseminação.
Fusão celular em microrganismos
Em fungos, amebas e bactérias, a fusão celular tem suas próprias formas especiais. Por exemplo, no ciclo sexual dos fungos, a plasmogamia é o processo pelo qual o citoplasma de duas células se funde.
Outros usos
A tecnologia de fusão celular pode ser usada para estudar o controle da divisão celular e da expressão genética, explorar a transformação maligna, a replicação viral e até mesmo produzir anticorpos monoclonais.
No geral, o desenvolvimento da fusão vírus-célula de Sendai não apenas expande as fronteiras da biologia, mas também traz novos insights sobre o potencial da medicina e da biotecnologia. Como um campo que está ganhando cada vez mais atenção, a fusão celular trará uma mudança revolucionária na saúde humana no futuro?
