Cientistas criam coração funcional de rato com células humanas

Por , em 18.08.2013

Pela primeira vez, o coração de um rato foi capaz de contrair e bater novamente depois de suas próprias células terem sido retiradas e substituídas por células precursoras do coração humano. A descoberta é dos cientistas da Faculdade de Medicina da Universidade de Pittsburgh, Estados Unidos.

O resultado da pesquisa, publicada online na revista “Nature Communications”, alimenta a promessa de regenerar um órgão funcional com células-tronco humanas pluripotentes induzidas (iPS, na sigla em inglês), as quais poderiam ser personalizadas de acordo com o receptor. Isso pode ter um grande impacto nos transplantes de coração, no teste de medicamentos para o órgão e na compreensão de como se dá o desenvolvimento do coração.

As doenças cardiovasculares são a principal causa de morte no Brasil. Dados de 2011 da Organização Mundial da Saúde (OMS) estimam que 33% das mortes no país são causadas por problemas no sistema cardiovascular. Os homens são as maiores vítimas, principalmente nas regiões sul e sudeste.

O índice de óbito por doenças cardíacas entre homens do sudeste (110 mortes a cada 100 mil habitantes), por exemplo, é mais que o dobro da taxa para as mulheres nordestinas (50 em 100 mil) e muito maior do que as mulheres da região sul (70/100 mil) e da própria região sudeste (68/100 mil). Os dados são do Programa de Pós-Graduação em Saúde da PUC-PR.

Nos Estados Unidos, uma pessoa morre de doença cardíaca a cada 34 segundos e mais de 5 milhões de pessoas sofrem de insuficiência cardíaca – ou seja, redução na capacidade de bombear o sangue. De acordo com o pesquisador Lei Yang, professor assistente de biologia do desenvolvimento na Universidade de Pittsburg, mais da metade dos pacientes com doença cardíaca não respondem às terapias atuais e há uma escassez de doadores de órgãos para transplante.

“Os cientistas têm recorrido à medicina regenerativa e a abordagens da engenharia de tecidos para encontrar novas soluções para este grave problema”, conta Yang. “A capacidade de substituir uma porção de tecido danificado por um ataque cardíaco, ou talvez um órgão inteiro, pode ser muito útil para estes pacientes”.

Para o projeto, a equipe de pesquisa primeiro “descelularizou” – ou seja, removeu todas as células – do coração de um rato, num processo que levou cerca de 10 horas, utilizando uma variedade de agentes. Eles, na sequência, repovoaram a estrutura remanescente do coração com células progenitoras cardiovasculares multipotenciais (MCP, em inglês).

Estas células de substituição foram produzidas pela técnica de engenharia reversa a partir de células de fibroblastos. Estas foram retiradas de uma pequena biópsia da pele para criar células-tronco pluripotentes induzidas e, em seguida, tratá-las com fatores de crescimento especiais para induzir uma maior diferenciação.

“Este processo produz as MCPs, que são células precursoras e podem se diferenciar em três tipos de células cardíacas, incluindo cardiomiócitos, células endoteliais e células musculares lisas”, explica Yang. “Ninguém havia tentado usar essas MCPs para a regeneração cardíaca antes. Acontece que a matriz extracelular do coração – o material que é o substrato da estrutura do coração – pode enviar sinais para orientar os MCPs a se tornarem as células especializadas necessárias para a função cardíaca adequada”.

Depois de algumas semanas, os pesquisadores descobriram que o coração do rato não apenas tinha sido reconstruído com as células humanas, como também já havia começado a contrair novamente, a uma taxa de 40 a 50 batimentos por minuto. Mais trabalho precisa ser feito para tornar a contração do coração forte o suficiente para ser capaz de bombear o sangue de forma eficaz. Além disso, ainda é preciso reconstruir o sistema de condução elétrica do coração corretamente, para que o ritmo cardíaco se acelere e desacelere de forma adequada.

Yang prevê que, no futuro, poderá ser possível simplesmente tirar uma biópsia da pele de um paciente para se conseguir MCPs personalizadas. “Estas células poderão ser usadas para preencher uma estrutura biológica e regenerar um órgão de substituição apropriado para o transplante”, garante. O modelo também poderia ser utilizado como um método em laboratório para testar o efeito pré-clínico de novos medicamentos para o coração ou para estudar como o coração fetal se desenvolve.

“Um dos nossos próximos objetivos é observar se é possível produzir um pedaço de músculo cardíaco humano”, acrescenta. “Nós poderíamos usar retalhos para substituir uma região danificada por um ataque cardíaco. Isso poderia ser mais fácil de conseguir, porque não exige tantas células como um órgão inteiro de tamanho humano”. [Medical Xpress]

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