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Cientistas criam modelo de um embrião humano primitivo a partir de células da pele
A equipe, liderada pelo professor José Polo, reprogramou com sucesso esses fibroblastos ou células da pele em uma estrutura celular tridimensional que é morfológica e molecularmente semelhante aos blastocistos humanos.
Por Monash University - 17/03/2021


Imagens de iBlastoides com coloração celular diferente. Crédito: Monash University

Em uma descoberta que vai revolucionar a pesquisa sobre as causas do aborto espontâneo, infertilidade e o estudo do desenvolvimento humano precoce - uma equipe internacional de cientistas liderada pela Monash University em Melbourne, Austrália, gerou um modelo de embrião humano a partir de células da pele.

A equipe, liderada pelo professor José Polo, reprogramou com sucesso esses fibroblastos ou células da pele em uma estrutura celular tridimensional que é morfológica e molecularmente semelhante aos blastocistos humanos. Chamados de iBlastoides, eles podem ser usados ​​para modelar a biologia dos primeiros embriões humanos em laboratório.

A pesquisa, publicada hoje na Nature , foi liderada pelo Professor Polo, do Biomedicine Discovery Institute da Monash University e do Australian Regenerative Medicine Institute, e inclui os primeiros autores, Dr. Xiaodong (Ethan) Liu e Ph.D. estudante Jia Ping Tan, bem como os grupos de colaboradores australianos Dra. Jennifer Zenker, da Monash University e o Professor Ryan Lister da University of Western Australia e colaboradores internacionais, o Professor Associado Owen Rackham da Duke-National University of Singapore e o Professor Amander Clark da UCLA nos Estados Unidos.

A conquista é um avanço significativo para o estudo futuro do desenvolvimento humano inicial e da infertilidade. Até o momento, a única forma de estudar esses primeiros dias tem sido por meio do uso de blastocistos de difícil obtenção e raros, obtidos em procedimentos de FIV.

"Os iBlastoides permitirão aos cientistas estudar as primeiras etapas do desenvolvimento humano e algumas das causas da infertilidade, doenças congênitas e o impacto de toxinas e vírus nos embriões iniciais - sem o uso de blastocistos humanos e, o que é importante, em uma escala sem precedentes, acelerando nossa compreensão e o desenvolvimento de novas terapias ", disse o professor Polo.

O Polo Lab conseguiu gerar os iBlastoides usando uma técnica chamada "reprogramação nuclear", que lhes permitiu mudar a identidade celular das células da pele humana que, quando colocadas em uma estrutura 3D 'gelatinosa' conhecida como matriz extracelular, organizadas em forma de blastocisto estruturas que eles chamaram de iBlastoides.

Da esquerda para a direita: Jia Tan, Jose Polo, Xiaodong (Ethan) Liu.
Crédito: Monash University

Os iBlastoides modelam a genética geral e a arquitetura dos blastocistos humanos, incluindo uma estrutura semelhante a uma massa celular interna composta por células semelhantes a epiblastos, cercada por uma camada externa de células semelhantes a trofectoderma e uma cavidade semelhante à blastocele.
 
Em embriões humanos, o epiblasto desenvolve-se no embrião propriamente dito, enquanto o trofectoderma torna-se a placenta. No entanto, "os iBlastoides não são completamente idênticos a um blastocisto. Por exemplo, os blastocistos iniciais são incluídos na zona pelúcida, uma membrana derivada do óvulo que interage com os espermatozoides durante o processo de fertilização e depois desaparece. Como os iBlastoides são derivados de fibroblastos adultos, não possuem zona pelúcida ”, disse.

O autor principal do artigo da Nature , Dr. Xiaodong (Ethan) Liu, um pesquisador de pós-doutorado no Polo Lab, disse que "somente quando todos os dados se juntaram e apontaram para o mesmo lugar, poderíamos acreditar que tínhamos feito tal uma descoberta."

Coprimeiro autor e Ph.D. O aluno do Polo Lab, Jia Ping Tan, acrescentou: "Estamos realmente surpresos que as células da pele possam ser reprogramadas nessas estruturas celulares 3D que lembram o blastocisto."

A pesquisa foi publicada porque a International Society for Stem Cell Research está prestes a lançar diretrizes para a pesquisa de modelagem de embriões humanos in vitro após os relatórios de 2017 e 2018 sobre a geração de "blastoides" de camundongos in vitro pelos cientistas do Reino Unido e Holanda, bem como avanços na geração de células-tronco humanas que replicam aspectos do desenvolvimento embrionário inicial. Essas diretrizes são esperadas para o início deste ano.

Não se sabe se as novas diretrizes farão referência ao estudo publicado hoje na Nature, que é o primeiro a produzir um modelo integrado de células-tronco que imita o destino-chave e as decisões espaço-temporais feitas pelo embrião humano inicial. No entanto, em um artigo publicado na Stem Cell Reports em fevereiro passado (2020), a Sociedade afirma que: "se tais modelos pudessem ser desenvolvidos para o embrião humano inicial, eles teriam grandes benefícios potenciais para a compreensão do desenvolvimento humano inicial, para a ciência biomédica, e pela redução do uso de animais e embriões humanos em pesquisas. No entanto, as diretrizes para a conduta ética dessa linha de trabalho ainda não estão bem definidas ”.

Embora não haja precedente legislativo no que diz respeito ao trabalho com modelos de células-tronco humanas integradas de blastocistos, como iBlastoides, todos os experimentos tiveram a aprovação de Ética Humana da Monash University em conformidade com a lei australiana e as diretrizes internacionais que fazem referência à "regra da linhagem primitiva" que afirma que humanos Os blastocistos não podem ser cultivados além do desenvolvimento da linha primitiva, uma estrutura transitória que aparece no dia 14 no desenvolvimento embrionário.

De acordo com essas recomendações legislativas, embora os iBlastoides sejam diferentes dos blastocistos, o Polo Lab não cultivou seus iBlastoides além do dia 11 in vitro e eles foram monitorados de perto quanto ao aparecimento de genes primitivos associados a estrias.

A infertilidade e o aborto podem ser causados ​​por embriões humanos em estágio inicial que não se implantam ou não progridem no momento da implantação. Isso ocorre nas primeiras 2 semanas após a concepção, quando as mulheres nem sabem que estão grávidas. Esses abortos "silenciosos" provavelmente representam uma proporção significativa do número total de abortos espontâneos que ocorrem e, de acordo com o professor Polo, a geração de iBlastoides fornece um sistema modelo que permitirá insights sobre esse estágio inicial da gravidez.

O professor Ross Coppel, vice-reitor de pesquisa da Faculdade de Medicina da Monash University, observou que essa descoberta permitirá o desenvolvimento de métodos aprimorados para FIV, o desenvolvimento de protocolos para terapia genética de embriões e métodos de triagem melhores e mais informativos para novos medicamentos .

"Com mais pesquisas e os recursos certos, esta descoberta pode abrir setores inteiramente novos para a Austrália e internacionalmente", disse ele.

 

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