Tecnologia Científica

Novo estudo nos traz um passo mais perto do cultivo de órgãos humanos para transplante
Hanna e sua equipe do Departamento de Genética Molecular do Instituto de Ciência Weizmann descobriram uma maneira de cultivar células- tronco humanas em um estado muito anterior ao que era possível.
Por Weizmann Institute of Science - 31/12/2021


Domínio público

Realizar a visão de cultivar órgãos para uso em procedimentos de transplante que salvam vidas ainda está muito longe. No entanto, o trabalho do Prof. Jacob Hanna com células-tronco está abrindo caminho para que isso se torne realidade.

Hanna e sua equipe do Departamento de Genética Molecular do Instituto de Ciência Weizmann descobriram uma maneira de cultivar células- tronco humanas em um estado muito anterior ao que era possível. Além disso, as células-tronco que eles criaram são muito mais competentes, o que significa que são capazes de se integrar de forma mais eficiente ao ambiente hospedeiro. Isso melhora substancialmente as chances de obter o que é chamado de quimera de espécies cruzadas - permitindo que as células de uma criatura desempenhem um papel substancial no desenvolvimento de outra.

As descobertas publicadas recentemente demonstram que células humanas muito precoces podem ser criadas e então integradas com sucesso em camundongos, devido ao seu estado indiferenciado (ou "ingênuo"), em que podem se desenvolver em qualquer tipo de célula no corpo, incluindo outras células-tronco. Além disso, os pesquisadores traçaram um protocolo para aumentar significativamente a eficiência (ou competência) com a qual essas células podem se integrar. Melhorar nossa capacidade de criar e estudar esses tipos de células poderia ser usado no futuro para transferir células - senão órgãos - de um animal para outro, incluindo os humanos.

O laboratório de Hanna foi pioneiro em 2013, quando eles foram os primeiros a injetar células-tronco humanas em camundongos e mostrar que podem se integrar com sucesso aos embriões em desenvolvimento destes últimos. Oito anos depois que este estudo foi publicado pela primeira vez, Hanna e sua equipe sentiram que poderiam dar um passo adiante, tentando produzir uma forma de células-tronco "totalmente" ingênua ainda mais antiga para uso em procedimentos semelhantes. Enquanto refletiam sobre a ideia, Hanna sabia que isso poderia ser quase - senão totalmente - impossível de alcançar. "Nossa experiência com a produção de células semelhantes em camundongos nos ensinou a esperar obstáculos desafiadores ao longo do caminho", diz Hanna.

Essas células normalmente sofrem de instabilidade genética e epigenética e, no final, elas não se diferenciam muito bem, o que é a chave para o desenvolvimento embrionário adequado e um pré-requisito para sua integração no embrião de outro animal. Na verdade, apenas cerca de 1-3 por cento das células que foram transferidas entre espécies conseguem se integrar e contribuir para o desenvolvimento.
 
Para aumentar esses números, os pesquisadores do novo estudo inibiram duas vias de sinalização adicionais para produzir células-tronco humanas ingênuas com um genoma estável, relativamente poucas falhas de regulação gênica e, o mais importante, a capacidade de se diferenciar perfeitamente. Os pesquisadores também transformaram um importante gene que contribui para a estabilidade do genoma , o que resultou não apenas em células-tronco competentes, mas também competitivas, que podem se integrar bem sem causar danos ao hospedeiro. “Encontramos uma maneira de tornar as células-tronco humanas mais competentes e competitivas, aumentando as chances de uma transferência bem-sucedida em cerca de cinco vezes em comparação com o que éramos capazes no passado”, conclui Hanna.

Embora o estudo anterior tenha mostrado que as células-tronco humanas virgens podem se diferenciar em células germinativas primordiais - as progenitoras dos óvulos ou espermatozoides - as células-tronco totalmente virgens produzidas no presente estudo também podem se diferenciar em tecidos extraembrionários, a placenta e as células do saco vitelino que sustentam o embrião em desenvolvimento. Essas células poderiam ser usadas, por exemplo, como fonte para o desenvolvimento de embriões sintéticos sem a necessidade de óvulos de doadores. "Alcançar esse estado com células-tronco de camundongo é particularmente difícil de realizar", explica Hanna, observando que "as células humanas são aparentemente diferentes".

Esta é talvez a descoberta mais surpreendente que os pesquisadores fizeram - destacando as diferenças entre o comportamento das células-tronco humanas e de camundongo, e entre os diferentes estados das células ingênuas. Essas diferenças expõem o trabalho que ainda precisa ser feito para tornar o sonho de desenvolver órgãos "feitos sob medida" uma realidade do mundo real.

De acordo com Hanna, entender essas diferenças será fundamental para superar uma miríade de questões que ainda enfrentam o campo da pesquisa e aplicação de células-tronco: “Se no futuro desejarmos cultivar um pâncreas em porcos para transplante humano, por exemplo, teremos que leve em consideração essas enormes diferenças evolutivas entre as espécies, começando com ratos e humanos. " Por enquanto, parece que Hanna e sua equipe deram um salto construtivo nessa direção.

 

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