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O milagre da fusão celular heterotípica: como as células derivadas da medula óssea se fundem com os órgãos?
A fusão celular é um processo celular importante no qual várias células mononucleares se fundem para formar uma célula multinuclear chamada sincício. A fusão celular desempenha um papel importante na diferenciação de mioblastos, osteoblastos e trofoblastos, bem como no desenvolvimento embrionário e na morfogênese. Esse processo é necessário para que as células amadureçam e mantenham funções específicas à medida que crescem.
Em 1839, Theodor Schwann, em seus Estudos Microscópicos, expandiu a teoria de que todos os organismos vivos são compostos de células, observando que em algumas células a parede celular e a cavidade se fundem. Essa observação forneceu pistas iniciais para a fusão celular.
Em 1960, biólogos celulares realizaram pela primeira vez a fusão celular intencionalmente, usando o vírus Sendai para promover a fusão das membranas externas das células de camundongo. A célula híbrida após a fusão, chamada de célula homocariótica, contém cromossomos de ambos os parceiros da fusão. Com o tempo, biólogos fundiram com sucesso células de espécies diferentes, dando início a uma onda de pesquisas sobre fusão celular na década de 1970, embora isso fosse considerado uma exceção forçada à integridade celular normal.
Tipos de fusão celular
A fusão celular é dividida principalmente em fusão celular homotípica e fusão celular heterotípica. O primeiro se refere à fusão entre células do mesmo tipo, como a fusão de células ósseas ou fibras musculares. A fusão de dois núcleos forma uma célula homocariótica, enquanto que se os dois núcleos não se fundem, forma-se uma célula heterocariótica dicariótica. A fusão celular heterotípica ocorre entre diferentes tipos de células, como a fusão de células derivadas da medula óssea com órgãos sólidos, que também podem formar células homocarióticas ou células heterocarióticas dinucleares.
Métodos para alcançar a fusão celular
Existem quatro métodos principais de fusão celular: fusão celular por campo elétrico, fusão celular com álcool polivinílico, fusão celular induzida pelo vírus Sendai e tecnologia de plasma térmico controlado por luz. A fusão celular por campo elétrico usa corrente alternada de alta frequência para colocar as células em contato e, então, aplica uma voltagem de pulso para tornar a membrana celular permeável, promovendo a fusão celular. Embora a fusão de células com álcool polivinílico seja simples de operar, ela é altamente tóxica e pode levar à fusão incontrolável de múltiplas células. A fusão celular induzida pelo vírus Sendai é dividida em quatro estágios, que se baseiam principalmente na atividade do vírus e nas alterações no ambiente intracelular.
A tecnologia de plasma térmico fotocontrolado é baseada em lasers infravermelhos próximos e nanopartículas de plasma, o que permite a seleção flexível de células a serem fundidas e pode ser realizada sob condições de buffer arbitrárias.
O potencial médico da fusão celular
Com a crescente demanda por doação e transplante de órgãos, os potenciais usos médicos da fusão celular têm gradualmente ganhado atenção. Biólogos estão explorando os possíveis benefícios restauradores da fusão celular, particularmente em situações de danos nos tecidos ou após transplante de células. Entretanto, muitos desafios permanecem, incluindo a necessidade de selecionar células apropriadas e garantir que o produto de fusão seja funcional.
Fusão celular em células vegetais
Nas plantas, a fusão celular ocorre com menos frequência do que nas células eucarióticas, mas ainda ocorre sob certas circunstâncias. As paredes celulares das células vegetais têm uma estrutura única que é alterada antecipadamente para facilitar o processo de fusão.
O papel da fusão celular na progressão do câncerA fusão celular também é uma área importante de pesquisa sobre a progressão do câncer humano. Quando diferentes tipos de células diferenciadas se fundem, podem ser formadas células poliploides, que podem se tornar instáveis devido a diferentes combinações de genes no núcleo, levando ao desenvolvimento de câncer. O estudo descobriu que a fusão de células derivadas da medula óssea com células tumorais malignas pode produzir células cancerosas com maior capacidade de migração.
Microrganismos e fusão celular
A fusão celular também ocorre em microrganismos como fungos, amebas e bactérias, que apresentam fusão durante ciclos sexuais ou outros processos. Isso mostra a universalidade e a importância da fusão celular em diferentes formas de vida.
Outras aplicações
Estudos de fusão celular têm uma ampla gama de aplicações, incluindo o estudo da expressão genética, a geração de anticorpos monoclonais e a geração de células-tronco. Cientistas usam a tecnologia de fusão celular para testar mutações ou variações celulares e entender os mecanismos de controle da divisão celular e da expressão genética.
A fusão nuclear celular traz benefícios e desafios. Diante de avanços revolucionários no campo biomédico, podemos encontrar novas esperanças para o tratamento humano na exploração da fusão celular?
