Stevens Kastrup Rehen

Apesar do nome, Stevens Kastrup Rehen é carioca, neurocientista com graduação, mestrado e doutorado pela UFRJ e pós-doutorado pela University of California, San Diego e pelo The Scripps Research Institute. No Brasil, trabalhou muitos anos sob a orientação do Prof. Rafael Linden (Biofísica/UFRJ), e nos EUA integrou a equipe do Prof. Jerold Chun (UCSD, Scripps). É ex-presidente da Sociedade Brasileira de Neurociências e Comportamento (SBNeC), colaborador de três institutos de pesquisa norte-americanos, Diretor de Pesquisa do ICB/UFRJ e Professor Adjunto da UFRJ, onde chefia o Laboratório de Neurogênese e Diferenciação Celular (LANDIC), com uma equipe de 15 alunos.

Stevens foi inovador ao ser o primeiro a trabalhar com linhagens de células-tronco humanas no Brasil e a mostrar que no cérebro humano normal existem células com número de cromossomos diferente dos 46 encontrados no restante do corpo, o que caracteriza um fenômeno de aneuploidia, que parece dar origem aos diferentes tipos celulares existentes no nosso cérebro. Fez parte ainda da audiência pública do STF, cujo relator foi o Ministro Ayres Brito, que discutiu a constitucionalidade do uso de células-tronco embrionárias em pesquisas científicas e em terapias.

Leia a seguir a entrevista concedida gentilmente em maio de 2009 a Luisa Pimentel, da equipe do Cérebro Nosso, com quem Stevens conversou sobre vários aspectos de seu trabalho: da descoberta da aneuplodia (diferença no número de cromossomos entre neurônios no cérebro) ao interesse pela diferenciação neuronal, seu trabalho com células-tronco embrionárias no Brasil, a novidade das células pluripotentes induzidas, e o impacto dessas pesquisas para o público.

ANEUPLOIDIA

Luisa: Nossa geração aprendeu uma biologia que considerava que todas as células do corpo possuem o mesmo número de cromossomos. Como você descobriu que não funciona assim no sistema nervoso?

Stevens: Na época eu trabalhava com o Jerold Chun, na UCSD, e nós estavamos interessados em ver se existia no sistema nervoso algum tipo de recombinação como acontece no sistema imunológico. A razão do interesse é que não se entendia muito como se dava esta complexidade toda do sistema nervoso. Nós usamos uma técnica de espectragem cariotipal (spectral karyotyping – SKY), que permite detectar microdeleções no genoma de neurônios individuais, na expectativa de que isto pudesse explicar a geração de diversidade por perda e ganho de seqüências ou de pedaços de cromossomos. Fizemos várias análises e em nenhum momento a gente encontrou nenhuma célula com translocação - que é como se chama este fenômeno. Mas encontramos várias células com perda de cromossomo inteiro. Ou seja, a pergunta era uma, e a gente acabou descobrindo outra coisa. Foi mais ou menos assim que começou. Aí fizemos várias análises, primeiro em camundongos em desenvolvimento, depois em camundongos adultos, depois em humanos durante o desenvolvimento e adultos, e em outros animais também. O Jerold continua com esta linha de pesquisa, estudando peixes também.

Luisa: Como a aneuploidia acontece?

Stevens: A gente não sabe exatamente como, mas tem um artigo nosso no Journal of Neuroscience de 2003 que sugere que ela aconteça durante o próprio processo de divisão celular, durante um processo de não-disjunção, no qual alguns cromossomos não ficam amarrados, não ficam ligados ao fuso corretamente e na hora da divisão da célula, durante a mitose, eles se perdem. Em inglês, esses são os laggard ou lagging chromossomes, algo como um “cromossomo desgarrado”. Como o cromossomo que não fica no fuso é perdido, isso pode explicar por que a gente vê mais perda de cromossomo do que ganho. Nós também observamos um excesso de centrossomos, que são importantes para a formação do fuso. Normalmente, são dois, mas em alguns casos encontrávamos três centrossomos. Então, ao invés da célula se dividir em dois pólos, havia um terceiro centrossomo que puxava o cromossomo para este terceiro pólo e depois desaparecia.

Luisa: Essa aneuploidia tem alguma função normal no cérebro ou é uma anomalia? Qual é a percentagem de neurônios aneuplóides no cérebro?

Stevens: Não sabemos [Stevens propõe que a aneuploidia seja parte normal dos processos que levam à diferenciação dos neurônios durante o desenvolvimento; veja abaixo]. É sabido que existem células aneuplóides nos cérebros de pessoas ditas normais, mas de perto ninguém é normal! A aneuploidia não está ligada claramente a doenças, e está também presente em pessoas que não têm uma doença neuropsiquiátrica ou neurodegenerativa muito evidente. Os pacientes que a gente examinou faleceram de causas não relacionadas a nenhuma patologia do sistema nervoso. Mas isto não quer dizer que não exista uma relação entre a aneuploidia e alguns tipos de patologia. Um trabalho de um grupo russo mostra alguns dados indicando uma relação entre esquizofrenia e aneuploidia. Então pode ser que existam variações desta aneuploidia que possam levar a ou explicar algumas doenças.

Luisa: Você acha que a quantidade de células aneuplóides é um fator de influência?

Stevens: Não só a quantidade, mas o também o tipo de aneuploidia. Aneuploidia é um nome genérico para perda e ganho de cromossomos. Certamente perder o cromossomo 21 é diferente de perder o cromossomo 15, ou de ganhar o 18 [ganhar um cromossomo 21 extra, por exemplo, define a Síndrome de Down]. Então são combinações muito particulares. Talvez estas combinações expliquem diferenças intrínsecas entre nós. E a gente pode imaginar até uma rede... Um trabalho recente mostra a importância de neurônios únicos para uma rede de neurônios. Se você tiver cem neurônios e um deles for aneuplóide, este neurônio dispara potenciais de ação, expressa genes, produz proteínas de forma diferente dos outros. E isto pode afetar toda a rede. Claro que é uma especulação, uma hipótese muito ambiciosa, que é difícil de testar, mas a gente acha que a aneuploidia contribuiria para explicar esta nossa individualidade, porque ela não é genética, ela poderia ser gerada durante a formação de cada um, de maneira até certo ponto independente da informação genética. É um fenômeno intrínseco do desenvolvimento, como se fosse uma impressão digital. Cada ser humano terá sua combinação. As análises que a gente fez, mas que ainda são muito preliminares, indicam que não há pessoas com níveis idênticos de aneuploidia.

Luisa: Somente os neurônios apresentam aneuploidia, ou as células gliais do cérebro também?

Stevens: Temos um trabalho no Journal of Neuroscience de 2005 que sugere que células gliais também sejam aneuplóides. Foi um trabalho com dados obtidos por exclusão. Nós examinamos células do cérebro adulto de humanos marcadas com NeuN, que identifica neurônios, e separamos essas células das demais usando citometria de fluxo. Dentre essas outras células, a gente presume que haja muitas células gliais, e identificamos várias aneuplóides, mas isto não significa que todas células eram gliais.

Luisa: A aneuploidia pode ser implicada em distúrbios como o autismo?

Stevens: Sobre o autismo e a aneuploidia saiu um trabalho recente indicando esta correlação. Nós imaginamos que esta aneuploidia é ainda mais complicada porque ela acontece em mosaico. Se você faz um exame de sangue numa pessoa com Síndrome de Down, encontra células que têm três cromossomos 21. No entanto, acreditamos que existem pessoas que tem três cromossomos 21 no cérebro e não no sangue. Isto acontece em graus variados de Síndrome de Down. A gente imagina que aconteça o mesmo em pessoas que não têm nenhum grau de Down, mas que apresentam algum tipo de comportamento que não conseguimos identificar de maneira mais óbvia. E no autismo acontece a mesma coisa. Ainda tem muito o que se caminhar neste sentido, mas existem correlações entre autismo e aneuploidia. Ainda não foi investigado no cérebro, mas olhando no sangue e em outros tecidos, há uma correlação.

Luisa: Qual é a correlação que este fenômeno estabelece entre a Doença de Alzheimer e a Síndrome de Down?

Stevens: Toda pessoa que tem Síndrome de Down acaba desenvolvendo Doença de Alzheimer precocemente. O gene da proteína precursora do amilóide (APP – que produz beta-amilóide), que não é nem o principal hoje em dia, mas que é um dos envolvidos na Doença de Alzheimer, está localizado no cromossomo 21, que é triplicado na Síndrome de Down. Então esta é a relação. Alguns trabalhos indicavam um aumento de incidência de trissomia do cromossomo 21 em linfócitos de pacientes com Doença de Alzheimer, mas ninguém procurou no cérebro. Esta é uma das coisas que eu começei a fazer nos Estados Unidos e não consegui terminar. Basicamente porque quando você pega o cérebro de pessoas mais velhas e, normalmente, são as pessoas mais velhas que têm Alzheimer, elas têm um background de aneuploidia natural do envelhecimento que se confunde com a marcação dos cromossomos. Então nunca consegui ter um resultado de fato definitivo em relação à trissomia no cérebro dos pacientes com Alzheimer.

CÉLULAS-TRONCO

Luisa: Como foi que, da aneuploidia, você passou a se interessar pelas células-tronco?

Stevens: O que acontece é o seguinte: o que nós publicamos nos últimos anos é que no cérebro há células aneuplóides, e que esta aneuploidia também acontece durante a neurogênese. Nós estudávamos camudongos em estágio embrionário, observávamos os precursores neurais da zona ventricular, que vão formar o córtex cerebral, e víamos que 30% das células desta zona eram aneuplóides. Daí surgiu a teoria de que a célula se tornava aneuplóide quando estava se diferenciando, ou seja, quando ela estava virando neurônio. Por causa disto, quisemos trabalhar com células embrionárias, um bom modelo porque podem virar qualquer outra célula. Se para se transformar em neurônio uma célula tem que perder cromossomos, vamos pegar uma embrionária que pode virar qualquer coisa e fazê-la virar neurônio, e fazê-la virar uma outra coisa, um outro tipo celular. Se a aneuplodia for um fenômeno específico, ela vai acontecer só na hora da diferenciação neuronal.

Luisa: É verdade que a aneuploidia pode induzir a transformação de um neurônio em célula tumoral?

      Stevens: Este é um tema que está sendo discutido há 100 anos. Um pesquisador chamado Theodor Boveri correlacionou aneuploidia com câncer: ele trabalhava com ouriço-do-mar e viu que as células tumorais nestes animais apresentavam algum tipo de aneuploidia. Só que nunca ficou claro se a aneuploidia causa o tumor, ou se é conseqüência dele. Um outro pesquisador, chamado Don Cleveland, defende que de fato existe uma relação mais direta entre a aneuploidia e o câncer. Na verdade existem tipos e tipos de aneuploidia. Talvez o ganho de cromossomos seja a característica mais marcante do câncer. Nossa proposta é que, se para o câncer há ganhos, para a diferenciação o que acontece com mais frequência é perda de cromossomos. Podemos imaginar o neurônio como uma célula ultraespecializada, como uma pessoa formada em Medicina ou Biologia, por exemplo, que chega numa biblioteca. Se ela busca alguma coisa da sua área, vai procurar em estantes que tenham livros de Biologia, e não Artes ou Filosofia. Com o neurônio seria mais ou menos a mesma coisa. Ou seja, perder um cromossomo pode ser simplesmente jogar fora informação que não será necessária naquele momento. Mas isto é completa especulação.

Luisa: Existem neurônios com mais cromossomos do que o normal?

Stevens: Existem, mas são muito poucos. A maioria que a gente encontrou tinha perda de cromossomos.

Luisa: E quanto à possibilidade de uma célula-tronco se transformar em tumoral? Como isso acontece?

Stevens: Existe uma aneuploidia que acontece com as células que estão em cultura, que não é a aneuploidia que a gente chama de natural, relacionada com a diferenciação. É uma aneuploidia causada pelo próprio cultivo. Pela nossa convenção, evitamos trabalhar com células aneuplóides com ganho de cromossomos. Apareceu outro dia no laboratório uma linhagem de células [humanas] com 47 cromossomos, células que antes tinham 46, como é o normal para células humanas, e, de repente, ficaram com 47. Em algum momento durante a passagem das células, ou por causa da enzima que nós usamos no cultivo, o padrão foi modificado. E isso a gente não quer que aconteça. Uma coisa é estudar o fenômeno biológico da aneuploidia durante a diferenciação para entender ou tentar correlacionar perda e ganho de cromossomos com o fato de uma célula virar neurônio, outra coisa é a aplicação terapêutica. Neste caso, até que se prove o contrário, a gente não quer células aneuplóides. Pelo menos com níveis de aneuploidia relacionados com tumorização.

Luisa: Isto não é um risco potencial para as terapias com células-tronco? Que fatores influenciam a transformação das células-tronco em neurônios e em tumores?

Stevens: É um risco que depende do grau de aneuploidia. O que estamos investigando é se a perda de cromossomos também é ruim. Há uma hipótese de que existam células-tronco tumorais. Isso explicaria por que não se consegue tratar alguns tipos de tumores com quimio- nem com radioterapia, porque a célula-tronco se divide mais lentamente. Ou seja, você elimina os progenitores, mas não sua fonte. Então é isto que todo mundo está tentando entender, tentando buscar quais são os fatores que levam uma célula virar um neurônio. Já existem vários trabalhos que indicam alguns destes fatores. Mas a própria população de células que a gente denomina neurônios é muito diversa. Alguns protocolos [procedimentos no laboratório] permitem gerar neurônios dopaminérgicos com uma certa “facilidade”, mas em relação a outros tipos de neurônios ainda estamos engatinhando. A gente sempre deve pensar o que acontece no organismo vivo durante a diferenciação. A neurogênese, a formação do tubo neural, é extremamente complexa. Não é uma coisa trivial que se consiga de uma hora para a outra replicar numa placa de cultura.

Luisa: Para quais doenças do sistema nervoso central a terapia com células-tronco é um horizonte real? Qual é a projeção de tempo para que se consiga consolidar estas terapias?

Stevens: Não há nenhuma projeção de tempo. Tudo pode mudar dependendo deste teste clínico que está sendo feito agora nos Estados Unidos: testes com células embrionárias para tratamento de acidentes que causem paraplegia por lesão aguda da medula espinhal. Dependendo do que acontecer neste teste, teremos uma idéia um pouco melhor da segurança do uso de células embrionárias e da executabilidade da técnica. Em função de serem lesões mais pontuais, a lesão de medula e a própria Doença de Parkinson seriam condições que nos permitiriam ter uma noção melhor, a curto prazo, da eficácia ou não destas terapias.

Luisa: Existem áreas que são prioritárias para este tipo de tratamento? Há diferenças quanto ao investimento?

Stevens: Eu acho que varia muito em função de quanto barulho fazem as pessoas interessadas. Você vê, por exemplo, o Michael J. Fox: um cara muito conhecido, tem Doença de Parkinson, conseguiu montar uma Fundação e arrecada uma boa grana que ele repassa para os pesquisadores. É difícil falar de prioridade. Você tem que ver quantas pessoas falecem ou ficam debilitadas. Eu acho que um assunto se tornar prioritário ou não é muito mais em relação à motivação e interesse dos pesquisadores e à mobilização da sociedade.

Luisa: Até o medo das pessoas em relação à determinadas doenças...

Stevens: É, isto também influencia em quanto investimento haverá naquela área.

Luisa: Que tipos de manipulações podem ser feitas com as células-tronco embrionárias com fins terapêuticos? Farmacológicas, genéticas? Para que servem?

Stevens: Esta pergunta é muito ampla, dá para conversar três horas sobre isto. Você pode utilizar a célula-tronco para desenvolver, por exemplo, uma estratégia para identificar novos fármacos in vitro. Pega-se uma célula-tronco embrionária, transforma-se essa célula em cardiomiócito, em tecido cardíaco, e depois prepara-se dezenas, centenas de placas com estas células. Após desafiar as células com algum insulto, é possível testar a eficácia de alguns medicamentos na sua recuperação: esta é uma ferramenta para tentar estudar novos fármacos utilizando célula-tronco. Também é possível pensar na própria aplicação da célula-tronco em pacientes, a princípio sem manipulação genética, mas é possível, a longo prazo, pensar em combinar terapia gênica com terapia com células-tronco embrionárias. Quanto à manipulação farmacológica, você poderia considerar que o que está sendo feito in vitro para diferenciar a célula-tronco antes de ser injetada no paciente já é um tipo de intervenção. Além disso, a pessoa que receber células-tronco embrionárias vai ter que receber imunosupressor para não haver rejeição.

Luisa: É que parece que logo que o assunto células-tronco começou a ganhar força, surgiram algumas questões como: “será que as células-tronco vão dispensar o uso de medicamentos? Será o fim da Farmacologia?”

Stevens: Se você for pensar bem friamente, a célula-tronco ainda é uma caixa preta. Você injeta aquela célula e, por mais que estude, vai ser muito difícil caracterizar todos os fatores que estão envolvidos na recuperação do tecido. Mas eu tenho certeza que depois que forem identificados estes fatores, vai haver uma volta à Farmacologia. Se um dia você souber que não precisa injetar a célula-tronco, pois basta uma dose de um fator que aquela célula produz, você simplesmente injeta o fator.

Luisa: Qual seria a vantagem da utilização da técnica de reprogramação celular [de células adultas] em relação às células-tronco embrionárias?

Stevens: Existem vantagens, mas que não acabam com a necessidade de se continuar trabalhando com as células-tronco embrionárias. A iPS (célula-tronco pluriponte induzida) é tirada do próprio paciente, da pele, então a identidade genética desta célula é a mesma do paciente. Se você pensar no caso de uma pessoa que tenha Doença de Parkinson, para a qual se vislumbre um tratamento por terapia celular, o ideal seria você pegar a célula iPS da pele deste paciente, reprogramar para virar uma célula embrionária, depois diferenciar em dopaminérgica, e por fim injetar na pessoa. Você teria um neurônio dopaminérgico que se originou da própria pessoa. Este seria o melhor dos mundos. Além disto, a célula iPS é um excelente modelo para se estudar doenças. Há vários trabalhos por serem publicados sobre pessoas que têm, por exemplo, esclerose lateral amiotrófica, atrofia espinhal, etc., e que tiveram algumas células retiradas da pele. Os pesquisadores reprogramaram estas células em neurônios, que são neurônios equivalentes aos que sofrem com a doença – o que facilita muito estudar patologias.

Luisa: Qual é o andamento das pesquisas no seu laboratório com as células iPS? Quais os maiores problemas que estão sendo enfrentados?

Stevens: O andamento é o natural que a gente tem, com os desafios existentes para se fazer pesquisa no Brasil. Mas nada que atravanque ou engesse a pesquisa.Em termos de financiamento, estamos razoavelmente bem para uma técnica nova, descrita em 2007. Claro que agora a tarefa é publicar os resultados que foram divulgados. Estamos trabalhando para isto.

Luisa: Comparado com a célula-tronco embrionária, utilizar a iPS traz algum problema adicional?

Stevens: É isto que a gente está vendo. Temos alguns experimentos feitos por pessoas do laboratório interessadas em comparar a célula-tronco embrionária com a iPS. Alguns resultados na literatura mostram que as iPS não são 100% idênticas às outras células de uma pessoa, como se pensava que seriam, mas agora é preciso descobrir o quanto elas são diferentes e se esta diferença atrapalharia numa substituição, seja em termos de terapia, ou seja em termos de pesquisa no laboratório.

Luisa: Qual é o estado atual da pesquisa com células-tronco no Brasil? O que será o Laboratório Nacional de Células-Tronco Embrionárias (LaNCE)?

Stevens: O estado atual é promissor. Nós recebemos investimento do Governo, do Ministério da Saúde, do Ministério da Ciência e Tecnologia para organizar uma rede nacional de terapia celular para incentivar pesquisar nesta área e fazer com que outros grupos de pesquisa passem a trabalhar com isto, para que se consiga gerar resultados com mais rapidez tanto em pesquisa básica quanto em pesquisa pré-clínica e clínica. O LaNCE é um destes centros de tecnologia embrionária, o braço carioca, digamos assim, da rede nacional de terapia celular e que vai funcionar aqui na UFRJ, no Hospital Universitário. E que vai estar pronto, se tudo correr bem, em dois três meses.

Luisa: Como foi participar da audiência pública do STF que discutiu a questão da utilização de células-tronco embrionárias em pesquisas e para terapias?

Stevens: Foi interessante, foi educativo e eu acho que vou me lembrar para sempre. Foi um momento interessante de discussão, acho que foi a primeira audiência do Supremo nestes termos. E valeu a pena, tanto que hoje em dia é possível se trabalhar com estas células. Eu tinha acabado de voltar dos Estados Unidos, eu ainda não tinha aterrisado direito, mas foi legal.

Luisa: A exposição do Ministro Carlos Ayres Brito foi bem interessante, né?

Stevens: Foi. Ver a perspectiva de outras pessoas, de outras áreas, sobre este trabalho, é interessante. Você percebe a importância que este trabalho tem também no inconsciente coletivo.

Luisa: E também a importância de divulgar a ciência...

Stevens: Exatamente. Aí você entra em outro campo, que são as pessoas que estão se aproveitando do nome célula-tronco para vender “célula-tronco em pó”, que não faz nada. Então, esta é a importância também desta exposição dos conhecimentos na área de células-tronco e da divulgação científica.