11 partes do corpo humano que os cientistas já conseguem fazer 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]
3 comentários
A impressão 3D, tanto de órgãos quanto de objetos, com certeza é uma das maravilhas do século 21.
Em breve poderemos repor qualquer parte do corpo humano que nos faltar. Mas e depois quais serâo as reacoes destes novos orgaos?
Não há motivo para imaginar que sejam diferentes dos “originais”. Terão a mesma estrutura e os mesmos tecidos/células.