11 partes do corpo humano que os cientistas já reproduziram em laboratório
Fazer renascer um membro amputado não é grande coisa – pelo menos
para uma estrela do mar ou uma salamandra, criaturas que são bem
conhecidas por usar “superpoderes” regenerativos para substituir membros
desaparecidos e caudas. Mas eles não são os únicos animais que podem
reconstruir partes do corpo que são destruídas ou danificadas. Veados
podem ter 30 quilogramas de suas galhadas regeneradas em apenas três
meses. O peixe-zebra pode regenerar o próprio coração, enquanto
platelmintos já demonstraram a capacidade incrível de regenerar suas
próprias cabeças.
Para os seres humanos, no entanto, o que é perdido é perdido – ou será que não?
As células individuais em nosso corpo estão constantemente sendo
substituídas conforme se desgastam, um processo que diminui com o
envelhecimento, mas continua durante toda a vida humana. Você pode até
mesmo observar esta regeneração frequente e visível em um dos seus
órgãos: a sua pele. Na verdade, os seres humanos deixam para trás toda a
sua camada exterior de pele a cada duas a quatro semanas. Nós temos uma
perda de cerca de 510 gramas de células de pele por ano, de acordo com a
American Chemical Society.
No entanto, regenerar órgãos completos e partes do corpo, uma prática
comum entre os senhores do tempo da série “Doctor Who”, está fora do
âmbito da biologia humana. Mas, nos últimos anos, os cientistas
cultivaram com sucesso uma variedade de estruturas do corpo humano,
estruturas que foram testadas com sucesso em animais e órgãos de pequena
escala conhecidos como “organoides”, que são utilizados para estudar a
função e a estrutura desses órgãos em um nível de detalhes que antes era
impossível.
Aqui estão alguns exemplos recentes:
Tubas uterinas
Usando células-tronco, os cientistas do Instituto de Biologia Infecciosa
Max Planck, em Berlim, cultivaram a camada celular mais interna das
tubas uterinas humanas, as estruturas que ligam os ovários e o útero. Em
um comunicado divulgado em 11 de janeiro, os pesquisadores descrevem
que os organoides resultantes partilham dos recursos e formas que são
específicos das tubas uterinas naturais.
Mini cérebro
Um cérebro do tamanho de uma borracha de lápis foi cultivado a partir de células da pele por cientistas da The Ohio State University (OSU), nos EUA, e é estruturalmente e geneticamente similar ao cérebro de um feto humano com 5 semanas de idade. O organoide tem neurônios com extensões de sinal de transporte como axônios e dendritos funcionando. Na foto da mini cérebro, etiquetas identificam estruturas que são normalmente encontradas em um cérebro fetal.
Mini coração
Pesquisadores fizeram com que células-tronco se transformassem em músculo cardíaco e tecido conjuntivo e, em seguida, organizaram em câmaras pequenas e o fizeram “bater”. Em um vídeo da realização, as células do músculo cardíaco (indicado pelo vermelho no centro) estão batendo, enquanto o tecido conjuntivo (anel verde) assegura que o mini coração se mantenha no recipiente onde ele cresceu. Kevin Healy, professor de bioengenharia da Universidade da Califórnia, nos EUA, e coautor do estudo, disse em um comunicado: “Essa tecnologia poderia ajudar-nos rapidamente no rastreio de drogas suscetíveis a gerar defeitos congênitos cardíacos, e orientar as decisões sobre quais as drogas são perigosas durante a gravidez”. A pesquisa foi publicada março 2015 na revista Nature Communications.
Mini rim
Uma equipe de cientistas australianos desenvolveu um mini rim,
diferenciando as células-tronco para formar um órgão com os três tipos
distintos de células do rim pela primeira vez. Os pesquisadores
cultivaram o organoide em um processo que seguiu o desenvolvimento
normal do rim. Na imagem, as três cores representam os tipos de células
do rim que formam os nefrônios, as diferentes estruturas dentro do rim.
Mini pulmão
Pesquisadores de várias instituições colaboraram para desenvolver
organoides pulmonares em 3D, que desenvolveram brônquios, ou estruturas
das vias aéreas, e sacos pulmonares. “Estes mini pulmões podem imitar as
respostas dos tecidos reais e serão um bom modelo para estudar como os
órgãos se formam e mudam com as doenças, e como eles podem responder a
novas drogas”, explica Jason R. Spence, autor sênior do estudo e
professor assistente de medicina interna e biologia celular e de
desenvolvimento da Universidade de Michigan, nos EUA. Os mini pulmões
sobreviveram em laboratório por mais de 100 dias.
Mini estômago
Mini estômagos que levaram cerca de um mês para ser cultivados em uma
placa de Petri formaram “estruturas ocas em forma oval” que
assemelham-se a uma das duas seções do estômago, afirma Jim Wells,
coautor do estudo e professor de biologia do desenvolvimento no Hospital
Infantil de Cincinnati, nos EUA. Wells disse ao site Live Science que
os pequenos estômagos, que mediam cerca de 3 milímetros de diâmetro,
seriam especialmente úteis para os cientistas que estudam os efeitos de
uma determinada bactéria que causa a doença gástrica. Isso ocorre porque
as bactérias se comportam diferentemente em outros animais, disse ele.
Vagina
Em abril de 2014, um estudo publicado na revista The Lancet descreveu os
transplantes bem sucedidos de vaginas cultivadas em laboratório,
criadas a partir do cultivo das células das pacientes em uma estrutura
em forma de vagina. Os transplantes, realizados há vários anos em quatro
meninas e mulheres jovens entre as idades de 13 e 18 anos, corrigiram
um defeito congênito em que a vagina e o útero eram ausentes ou
subdesenvolvidos. As adolescentes foram examinadas anualmente por oito
anos após os transplantes, tempo durante o qual os órgãos funcionaram
normalmente, permitindo relações sexuais sem dor.
Pênis
Cientistas do Instituto Wake Forest de Medicina Regenerativa, nos EUA,
usaram células de coelhos para desenvolver tecido peniano erétil,
transplantaram os pênis cultivados em laboratório em coelhos machos,
que, em seguida, acasalaram com sucesso. Mas o processo ainda está em
fase experimental, e a aprovação pelos órgãos responsáveis é necessária
para que a equipe desenvolva o seu trabalho e incorpore tecidos e
indivíduos humanos. O Instituto de Medicina Regenerativa das Forças
Armadas dos EUA está fornecendo dinheiro para o estudo, uma vez que a
pesquisa pode beneficiar soldados que sofreram lesões na virilha em
combate.
Esôfago
Na Universidade de Medicina de Kuban, em Krasnodar, Rússia, uma equipe
internacional de cientistas construiu um esôfago através do crescimento
de células-tronco em uma estrutura durante três semanas. Eles, então,
implantaram com sucesso o órgão em ratos. Os cientistas testaram a
durabilidade do novo esôfago ao inflá-lo e desinflá-lo por 10.000 vezes,
ao implantar as estruturas artificiais em 10 ratos e ao substituir até
20% do órgão original dos animais.
Orelha
Cientistas “imprimiram” orelhas humanas, cultivando-as através do
revestimento de formas de orelha moldadas com células vivas que
cresceram ao redor da moldura. Os pesquisadores criaram o molde em forma
de orelha pela modelagem da orelha de uma criança usando um software 3D
e, em seguida, enviaram o modelo para uma impressora 3D. Uma vez que os
cientistas tiveram o molde na mão, eles injetaram um coquetel de
células do ouvido e colágeno vivo de vacas, e disso saiu uma orelha. As
orelhas fabricadas foram em seguida implantadas em ratos durante um a
três meses, enquanto os cientistas avaliaram as mudanças no tamanho e
forma conforme os órgãos cresciam.
Células do fígado
O fígado, o maior órgão dentro do corpo humano, é capaz de grandes
feitos de reparação e regeneração, enquanto em seu devido lugar. Do lado
de fora do corpo, o órgão é um desafio; tem-se revelado extremamente
difícil para os cientistas desenvolver as células do fígado, chamadas
hepatócitos, e mantê-las vivas. Pela primeira vez, cientistas da
Alemanha e de Israel cultivaram com êxito hepatócitos em laboratório. A
pesquisa foi publicada em 26 de outubro de 2015, na revista Nature
Biotechnology. Apesar de não ser um órgão propriamente dito (ou até
mesmo um organoide), esta evolução fornece implicações promissoras para o
estudo clínico, com Yaakov Nahmias, diretor do Centro de Bioengenharia
Alexander Grass da Universidade Hebraica de Jerusalém e autor principal
do estudo, descrevendo-a em uma declaração como “o Santo Graal da
pesquisa sobre o fígado”. [Live Science]
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