Os cientistas esperam que os embriões quimera representem passos fundamentais para a criação de órgãos cultivados em laboratório que salvem vidas.
Num feito notável – embora provavelmente controverso –, os cientistas anunciaram que criaram os primeiros híbridos humanos-animais bem-sucedidos. O projeto prova que células humanas podem ser introduzidas num organismo não humano, sobreviver e até crescer dentro de um animal hospedeiro, neste caso, porcos.
Este avanço biomédico tem sido um sonho e um dilema para os cientistas que esperam resolver uma escassez crítica de doadores de órgãos.
E se, em vez de depender de um doador generoso, você pudesse cultivar um órgão personalizado dentro de um animal?
Isso está agora um passo mais perto da realidade, relata uma equipe internacional de pesquisadores liderada pelo Instituto Salk na revista Cell . A equipe criou o que é conhecido cientificamente como quimera: um organismo que contém células de duas espécies diferentes.
No passado, as quimeras humano-animal estavam fora do alcance. Tais experiências não são actualmente elegíveis para financiamento público nos Estados Unidos (até agora, a equipa de Salk tem contado com doadores privados para o projecto quimera). A opinião pública também tem dificultado a criação de organismos que são parte humanos e parte animais.
Mas para o principal autor do estudo, Jun Wu, do Instituto Salk, precisamos apenas olhar para as quimeras míticas – como os híbridos humanos-pássaros que conhecemos como anjos – para uma perspectiva diferente.
“Nas civilizações antigas, as quimeras eram associadas a Deus”, diz ele, e os nossos antepassados pensavam que “a forma quimérica pode proteger os humanos”. De certa forma, é isso que a equipe espera que os híbridos humano-animal façam um dia.
Construindo uma Quimera
Existem duas maneiras de fazer uma quimera. A primeira é introduzir os órgãos de um animal em outro – uma proposta arriscada, porque o sistema imunológico do hospedeiro pode fazer com que o órgão seja rejeitado.
O outro método é começar no nível embrionário, introduzindo as células de um animal no embrião de outro e deixando-as crescer juntas até formar um híbrido.
Parece estranho, mas é uma maneira engenhosa de eventualmente resolver uma série de problemas biológicos incômodos com órgãos cultivados em laboratório.
Quando os cientistas descobriram as células-tronco, as células mestras que podem produzir qualquer tipo de tecido corporal, elas pareciam conter infinitas promessas científicas. Mas é difícil convencer essas células a se transformarem nos tipos certos de tecidos e órgãos.
As células devem sobreviver em placas de Petri. Os cientistas precisam usar estruturas para garantir que os órgãos cresçam nas formas corretas. E muitas vezes, os pacientes são submetidos a procedimentos dolorosos e invasivos para colher os tecidos necessários para iniciar o processo.
A princípio, Juan Carlos Ispizua Belmonte , professor do Laboratório de Expressão Gênica do Instituto Salk, achou que o conceito de usar um embrião hospedeiro para cultivar órgãos parecia bastante simples. No entanto, Ispizua e mais de 40 colaboradores levaram quatro anos para descobrir como fazer uma quimera humano-animal.
Para fazer isso, a equipe aproveitou pesquisas anteriores sobre quimeras realizadas em camundongos e ratos.
Outros cientistas já haviam descoberto como fazer crescer o tecido pancreático de um rato dentro de um camundongo. Essa equipe anunciou que pâncreas de camundongos cultivados dentro de ratos trataram com sucesso o diabetes quando partes dos órgãos saudáveis foram transplantadas em camundongos doentes.
O grupo liderado por Salk levou o conceito um passo adiante, usando a ferramenta de edição de genoma chamada CRISPR para invadir blastocistos de camundongos – os precursores de embriões. Lá, eles excluíram genes que os ratos precisam para desenvolver certos órgãos. Quando introduziram células-tronco de rato capazes de produzir esses órgãos, essas células floresceram.
Os ratos resultantes conseguiram viver até a idade adulta. Alguns até desenvolveram vesículas biliares quiméricas feitas de células de camundongos e ratos, embora os ratos não tenham esse órgão específico.
Risco de rejeição
A equipe então retirou células-tronco de ratos e as injetou em blastocistos de porcos. Esta versão falhou – o que não surpreende, uma vez que ratos e porcos têm tempos de gestação e ancestrais evolutivos dramaticamente diferentes.
Mas os porcos têm uma semelhança notável com os humanos. Embora demorem menos para gestar, seus órgãos se parecem muito com os nossos.
Não que essas semelhanças tornassem a tarefa mais fácil. A equipe descobriu que, para introduzir células humanas nos porcos sem matá-los, eles precisavam acertar o momento certo.
“Tentamos três tipos diferentes de células humanas, representando essencialmente três momentos diferentes” no processo de desenvolvimento, explica Jun Wu, cientista do Salk Institute e primeiro autor do artigo. Através de tentativa e erro, eles aprenderam que células pluripotentes ingênuas – células-tronco com potencial ilimitado – não sobreviveram tão bem quanto aquelas que se desenvolveram um pouco mais.
Quando essas células humanas perfeitas foram injetadas nos embriões de porco, os embriões sobreviveram. Em seguida, foram colocados em porcos adultos, que carregaram os embriões durante três a quatro semanas antes de serem removidos e analisados.
Ao todo, a equipe criou 186 embriões quiméricos em estágio avançado que sobreviveram, diz Wu, e “estimamos que [cada um tinha] cerca de uma em 100 mil células humanas”.
Uma imagem de um blastocisto de porco sendo injetado com células humanas. ( FOTOGRAFIA DE JUAN CARLOS IZPISUA BELMONTE)
Essa é uma percentagem baixa – e pode representar um problema para o método a longo prazo, diz Ke Cheng , especialista em células estaminais da Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill e da Universidade Estatal da Carolina do Norte.
O tecido humano parece retardar o crescimento do embrião, observa Cheng, e os órgãos cultivados a partir desses embriões, tal como se desenvolvem agora, provavelmente seriam rejeitados pelos humanos, uma vez que conteriam muito tecido suíno.
O próximo grande passo, diz Cheng, é descobrir se é possível aumentar o número de células humanas que os embriões podem tolerar. O método atual é um começo, mas ainda não está claro se esse obstáculo pode ser superado.
Belmonte concorda, observando que poderia levar anos para usar o processo para criar órgãos humanos funcionais. A técnica poderia ser utilizada muito mais cedo como forma de estudar o desenvolvimento do embrião humano e compreender as doenças. E esses insights em tempo real podem ser tão valiosos quanto a capacidade de fazer crescer um órgão.
Mesmo nesta fase inicial, Cheng considera o trabalho um avanço: “Há outros passos a tomar”, admite. “Mas é intrigante. Muito intrigante.”
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Imagem em destaque: Este embrião de porco foi injetado com células humanas no início de seu desenvolvimento e cresceu até ter quatro semanas de idade. ( FOTOGRAFIA DE JUAN CARLOS IZPISUA BELMONTE)
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