Cientistas criam miniórgãos e revolucionam o conhecimento sobre a covid-19:jackpotcity brasil

Voltar ao passado para projetar o futuro

A matéria-prima básica para a construçãojackpotcity brasilum organoide são células simples presentes na pele ou no sistema urinário. Após a seleção, os cientistas realizam um procedimento que faz essas unidades se transformaremjackpotcity brasilcélulas-tronco.

"É como se elas voltassem no tempo. Por meiojackpotcity brasiluma transformação genética, elas viram células-tronco novamente", reforça a neurocientista Marília Zaluar Guimarães, do Instituto D'Orjackpotcity brasilPesquisa e Ensino, no Riojackpotcity brasilJaneiro (IDor).

A descrição desse processo biológico e da tecnologia capazjackpotcity brasiltorná-lo factível, inclusive, renderam o Prêmio Nobeljackpotcity brasilMedicina e Fisiologiajackpotcity brasil2012 ao britânico John Gurdon e ao japonês Shinya Yamanaka.

Mas essa é apenas uma parte da história. Depois que as células "voltam no tempo", é preciso realizar uma nova etapa. "De acordo com fatores que usamos no laboratório, fazemos com que essas células-tronco se diferenciem e se especializem novamente", completa Guimarães, que também é professora na Universidade Federal do Riojackpotcity brasilJaneiro (UFRJ).

Em outras palavras, é possível pegar uma célula da pele e, seguindo alguns passos, fazer uma metamorfose para que ela vire um neurônio ou um glóbulo vermelho.

A grande sacada é que os organoides não são apenas um amontoadojackpotcity brasilcélulas que podem ser analisados com o auxíliojackpotcity brasilum microscópio. Falamos aquijackpotcity brasilformações mais complexas, que reúnem maisjackpotcity brasilum tipojackpotcity brasilcélula e muitas vezes são visíveis a olho nu. Trata-se realmentejackpotcity brasilum órgãojackpotcity brasilescala reduzida.

"No caso dos minicérebros, por exemplo, eles são esféricos, mas não têm a mesma formação do órgão verdadeiro. O que nos permite saber que aquela estrutura se assemelha ao original são suas características celulares e bioquímicas", aponta o biólogo Daniel Martinsjackpotcity brasilSouza, da Universidade Estadualjackpotcity brasilCampinas (Unicamp).

As origens

Numa perspectiva histórica, a possibilidadejackpotcity brasilconstruir miniórgãos é muito recente. Os cientistas só conseguiram botar a mão na massajackpotcity brasilverdade nos últimos dez anos.

Apesarjackpotcity brasiljovens, os organoides já deram grandes contribuições à ciência. Um dos maiores exemplos disso aconteceu durante a epidemiajackpotcity brasilzika, que preocupou o Brasil (e o mundo)jackpotcity brasil2015 e 2016.

Transmitido por uma picada do mosquito Aedes aegypti, o vírus provoca sintomas relativamente simples, como febre baixa, dor e vermelhidão nos olhos.

Mas a explosãojackpotcity brasilcasosjackpotcity brasilmicrocefalia (quando o bebê nasce com o crânio e o cérebro menores do que o usual) na região Nordeste do país levantou o sinaljackpotcity brasilalerta: será que uma infecção por zika ao longo da gravidez poderia estar relacionada a essa grave complicação?

A suspeita foi confirmada graças às pesquisas com os organoides. Em laboratório, uma equipe liderada pelo neurocientista Stevens Rehen, da UFRJ e do IDor, utilizou minicérebros para demonstrar que o zika realmente afeta células do sistema nervoso e inibe seu crescimento, ocasionando a síndrome congênita associada à infecção pelo vírus, que causou a microcefalia e diversos outros problemasjackpotcity brasilsaúdejackpotcity brasilbebês.

"Essa foi a primeira vez que o modelo dos organoides foi utilizado para entender uma doença viral", lembra Guimarães.

As vantagens

Nas últimas décadas, culturasjackpotcity brasilcélulas e cobaias foram os principais meios para realizar os estudos preliminares com candidatos a remédios ou vacinas. A proposta estavajackpotcity brasilentender como essas novas moléculas agem numa escala menor e mais controlada antesjackpotcity brasilpartir para os testes clínicos, que envolvem seres humanos.

Essas metodologias também permitem compreender como determinada doença afeta o organismo, mesmo quejackpotcity brasilmaneira simplificada.

Mas as alternativas mais antigas trazem uma sériejackpotcity brasillimitações, a começar porjackpotcity brasilprópria simplicidade, que não reproduz as mesmas características da vida real. "Os organoides, por outro lado, são compostosjackpotcity brasildiferentes células e têm uma estrutura tridimensional. Por isso, eles têm funções mais parecidas ao que acontecejackpotcity brasilverdade", compara o farmacêutico Kazuo Takayama, professor da Universidadejackpotcity brasilKyoto, no Japão.

No caso das cobaias, há ainda uma limitação na quantidadejackpotcity brasilanimais disponíveis para usojackpotcity brasilexperimentos. "É possível cultivar miniórgãosjackpotcity brasillaboratório quase que infinitamente, então eles podem ser usados para testes com novos medicamentosjackpotcity brasillarga escala", completa Takayama.

Conhecimento otimizado

Durante uma pandemia como a que vivemos, essa abordagem moderna também possibilitou acelerar alguns processos e obter informações essenciais com agilidade.

Sem os organoides, o conhecimento sobre a covid-19 demoraria muito mais para ficar disponível. Isso, porjackpotcity brasilvez, impediria o avanço da ciência e atrasaria ainda mais a chegadajackpotcity brasilmétodosjackpotcity brasildiagnóstico, prevenção e tratamento seguros e eficazes.

Vamos a exemplos práticosjackpotcity brasilcomo isso ocorreu durante os últimos meses. Diante da emergência sanitária global, muitos especialistas foram avaliar se existia alguma droga já disponível no mercado que poderia combater o vírus ou amenizar seu estrago.

Muitas dessas terapias foram testadas nos organoides. Aquelas que não funcionaram logojackpotcity brasilcara foram descartadas. Os remédios que mostraram algum efeito inicial puderam, então, evoluir mais rápido para as próximas fasesjackpotcity brasilpesquisa. Imagina quanto tempo foi economizado com essa triagem inicial?

Mas as aplicações vão muito além da área farmacêutica. Trabalhos feitos no Japão e nos Estados Unidos focaramjackpotcity brasilminipulmões e descobriram que o Sars-CoV-2 invade e destrói algumas células do sistema respiratório. Isso, porjackpotcity brasilvez, pode gerar uma resposta inflamatória muito forte e danosa à própria saúde da pessoa acometida pela infecção.

"De forma geral, os organoides permitiram que entendêssemos que células humanas o coronavírus consegue invadir e usar para se replicar. Nosso grupo demonstrou que isso acontece no intestino, o que ajuda a explicar os sintomas gastrointestinais observadosjackpotcity brasilmuitos pacientes", relatam os pesquisadores Joep Beumer e Maarten Geurts, do Instituto Hubrecht, na Holanda.

Outra experiência realizada na Universidade da Colúmbia Britânica, no Canadá, e no Institutojackpotcity brasilBiotecnologia Molecularjackpotcity brasilViena, na Áustria, construiu vasos sanguíneosjackpotcity brasilminiatura. A partir daí, foi possível observar que o vírus da covid-19 invade o endotélio (a camada internajackpotcity brasilveias e artérias).

Isso tem duas implicações principais. A primeira é a formaçãojackpotcity brasilcoágulos que bloqueiam a passagemjackpotcity brasilsangue e podem dar início a infarto, AVC ou trombose. Em segundo lugar, há a suspeitajackpotcity brasilque, a partir da circulação, o patógeno consegue "vazar" para diversas áreas do corpo e afetar outros órgãos importantes.

As iniciativas não param por aí: nessa mesma linha, trabalhos com organoides continuam a avaliar as pegadas do coronavírus no fígado, nos rins, no coração e no cérebro.

Atuação nacional

No Brasil, dois gruposjackpotcity brasilpesquisa se debruçam sobre as repercussões da covid-19 no cérebro humano. No IDor, os cientistas utilizaram neuroesferas (um tipo mais simplificadojackpotcity brasilorganoide) para demonstrar que o Sars-CoV-2 gera danos ao sistema nervoso, mas não consegue se replicar e produzir novas cópias virais ali.

Já um trabalho feito na Unicamp avaliou a presença do coronavírus nos astrócitos, um tipojackpotcity brasilcélula do sistema nervoso. "A invasão viral parece modificar a forma como essas unidades produzem energia, o que impacta o funcionamento dos neurônios", resume Souza.

Essa ação da covid-19 na massa cinzenta pode ser um caminho para explicar os sintomas neurológicos da doença, que chegam a acometer até 30% dos pacientes. Entre as manifestações mais comuns nesta região do corpo estão a perda ou o enfraquecimentojackpotcity brasilsentidos como olfato e paladar e o aparecimentojackpotcity brasilquadrosjackpotcity brasilansiedade e depressão.

Vale mencionar, no entanto, que essa é uma áreajackpotcity brasilconstante evolução. As pesquisas são realizadas neste exato momento e é possível que apareçam novidades num futuro próximo.

Os limites

Apesarjackpotcity brasiltantas vantagens, os organoides não são perfeitos e não permitem encontrar todas as respostas. "Essa é uma área que dá seus primeiros passos e enfrenta desafios importantes. Muitas dessas estruturas são feitas com células que ainda estão imaturas, o que significa que elas não são 100% comparáveis com os órgãosjackpotcity brasilum adulto", avalia Núria Montserrat Pulido, professora do Institutojackpotcity brasilBioengenharia da Catalunha, na Espanha.

A bioquímica Shuibing Chen, da Universidade Cornell, nos Estados Unidos, destaca a grande variabilidade entre os modelosjackpotcity brasilminiórgãos usados pelos gruposjackpotcity brasilpesquisa. "É preciso padronizar esse material para entender as aplicaçõesjackpotcity brasilnossos esforços no mundo real", conta.

O investimento financeiro é outra barreira a ser considerada neste contexto. "Os materiais que usamos são caros e estamos trabalhando para criar sistemas custo-efetivos", completa Chen.

Souza destaca mais um impeditivo: os miniórgãos (ainda) são estruturas isoladas, que não interagem com outros sistemas que compõem o corpo humano. Com isso, não é possível entender como os efeitos do coronavírus nos rins, por exemplo, repercutem no coração ou no intestino. "Quem sabe no futuro não tenhamos diferentes organoides conectados,jackpotcity brasilmaneira que eles interajam no laboratório?", vislumbra.

Se,jackpotcity brasilseus primeiros passos, os organoides já proporcionaram tanto conhecimento, imagine o que eles poderão fazer quando forem aperfeiçoados.

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