As células-tronco são células não especializadas que podem ser manipuladas para se tornarem células maduras com funções especiais.
“Nosso modelo de embrião de camundongo não apenas desenvolve um cérebro, mas também um coração pulsante, todos os componentes que compõem o corpo”, disse a principal autora do estudo, Magdalena Zernicka-Goetz, professora de desenvolvimento de mamíferos e biologia celular. de Cambridge no Reino Unido.
“É incrível que tenhamos chegado tão longe. Este tem sido o sonho de nossa comunidade por anos e um foco importante de nosso trabalho por uma década, e finalmente o alcançamos.”
O artigo é um avanço emocionante e aborda um desafio que os cientistas enfrentam ao estudar embriões de mamíferos no útero, disse Marianne Bronner, professora de biologia do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena (Caltech). Bronner não esteve envolvido no estudo.
“Eles se desenvolvem fora da mãe e, portanto, podem ser facilmente visualizados em estágios críticos de desenvolvimento que antes eram difíceis de acessar”, acrescentou Bronner.
Os pesquisadores esperam passar de embriões de camundongos para a criação de modelos de gestações humanas naturais, muitas das quais falham nos estágios iniciais, disse Zernicka-Goetz.
Ao observar embriões em um laboratório em vez de um útero, os cientistas observaram melhor o processo para saber por que algumas gestações podem falhar e como evitá-lo, acrescentou.
Até agora, os pesquisadores só conseguiram rastrear cerca de oito dias de desenvolvimento nos embriões sintéticos de camundongos, mas o processo está melhorando e eles já estão aprendendo muito, disse o autor do estudo Gianluca Amadei, pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Cambridge.
“Ele revela os requisitos fundamentais que devem ser atendidos para criar a estrutura correta do embrião com seus órgãos”, disse Zernicka-Goetz.
Onde está, a pesquisa não se aplica a humanos, e “é preciso haver um alto grau de melhoria para que isso seja realmente útil”, disse Benoit Bruneau, diretor do Instituto Gladstone de Doenças Cardiovasculares e investigador principal do Gladstone. Institutos. Bruneau não esteve envolvido no estudo.
Mas os pesquisadores veem usos importantes para o futuro. O processo pode ser usado imediatamente para testar novos medicamentos, disse Zernicka-Goetz. Mas, a longo prazo, à medida que os cientistas passam de embriões sintéticos de camundongo para um modelo de embrião humano, também pode ajudar a construir órgãos sintéticos para pessoas que precisam de transplantes, acrescentou Zernicka-Goetz.
“Eu vejo este trabalho como o primeiro exemplo de trabalho desse tipo”, disse o autor do estudo David Glover, professor de pesquisa de biologia e engenharia biológica da Caltech.
como eles fizeram isso
No útero, um embrião precisa de três tipos de células-tronco para se formar: uma se torna tecido corporal, outra no saco onde o embrião se desenvolve e a terceira na placenta que conecta o pai e o feto, de acordo com o estudo.
No laboratório de Zernicka-Goetz, os pesquisadores isolaram todos os três tipos de células-tronco de embriões e as cultivaram em um vaso inclinado para unir as células e estimular a comunicação entre elas.
Dia após dia, eles podiam ver o aglomerado de células se formando em uma estrutura cada vez mais complexa, disse ele.
Há considerações éticas e legais a serem abordadas antes de passar para embriões humanos sintéticos, disse Zernicka-Goetz. E com a diferença de complexidade entre embriões de camundongos e humanos, pode levar décadas até que os pesquisadores possam realizar um processo semelhante para modelos humanos, disse Bronner.
Mas, enquanto isso, as informações aprendidas com os modelos de ratos podem ajudar a “corrigir tecidos e órgãos defeituosos”, disse Zernicka-Goetz.
O mistério da vida humana.
As primeiras semanas após a fertilização são compostas por essas três células-tronco diferentes que se comunicam química e mecanicamente para que o embrião possa crescer adequadamente, segundo o estudo.
“Muitas gestações falham nessa época, antes que a maioria das mulheres perceba que está grávida”, disse Zernicka-Goetz, que também é professora de biologia e engenharia biológica no Caltech. “Esse período é a base para tudo o que se segue na gravidez. Se der errado, a gravidez falhará.”
Mas, neste estágio, um embrião criado por meio de fertilização in vitro já está implantado no pai, então os cientistas têm visibilidade limitada dos processos pelos quais está passando, disse Zernicka-Goetz.
Eles foram capazes de desenvolver as bases de um cérebro, o primeiro para modelos como esses e um “santo graal para o campo”, disse Glover.
“Esse período da vida humana é tão misterioso, então poder ver isso acontecer em uma placa, ter acesso a essas células-tronco individuais, entender por que tantas gestações falham e como podemos evitar que isso aconteça. – é bastante especial”, disse Zernicka-Goetz em um comunicado à imprensa. “Nós olhamos para o diálogo que deve acontecer entre os diferentes tipos de células-tronco naquele momento, mostramos como isso acontece e como pode dar errado.”
