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Construindo órgãos!

Construindo órgãos!

Bruna Raphaela Sousa, Ana Rita Araújo, Rodrigo R Resende

V. 1, n.1, 2013

DOI: http://dx.doi.org/10.15729/nanocellnews.2013.10.07.006

 Milhares de pessoas em todo o mundo sofrem com problemas cardíacos. Quando os danos são irreversíveis e terapias farmacológicas não fazem mais efeito, o transplante torna-se a única solução. Com isso, o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas é alvo de vários estudos. O grupo do professor Lei Yang, da Escola de Medicina da Universidade de Pittsburgh (EUA), demonstrou a formação de tecido cardíaco tridimensional pela engenharia tecidual. Para tanto, foi aplicada a técnica de descelularização do coração de camundongos, na qual são empregadas enzimas e detergentes que promovem a lise ou rompimento das células, deixando intacta a estrutura fibrosa tridimensional do órgão. Essa estrutura compõe a matriz extracelular, uma espécie de rede de proteínas fibrosas (longas) que servem para, além de outras funções, sustentar as células dos tecidos.

As proteínas fibrosas que compõem os vasos sanguíneos também permaneceram intactas após a descelularização, formando a base para a reconstrução do órgão. Para a repopulação deste arcabouço fibroso com células cardíacas foram utilizadas células-tronco pluripotentes induzíveis (iPS) humanas. As iPS são um tipo de célula-tronco produzidas a partir da indução da desdiferenciação (retorno ao estágio embrionário e pluripotente da célula, com capacidade de virar ou se diferenciar em várias células diferentes) de células somáticas (célula adulta que faça parte da estrutura dos  tecidos ou órgãos do corpo).

Os cientistas induziram as iPS a se diferenciarem para se tornarem células progenitoras ou geradoras de células do tecido cardiovascular. Aproximadamente dez milhões de células foram injetadas ou perfundidas (bombeadas de um líquido através de um órgão) sobre o coração de camundongo descelularizado – arcabouço tridimensional de tecido fibroso sem células – através da artéria aorta. Também foram usados fatores de crescimento humanos (proteínas que promovem a diferenciação e a comunicação entre as células) como o VEGF (fator de crescimento endotelial vascular, proteína que promove a formação de células que revestem os vasos sanguíneos) e DKK1 (proteína envolvida na diferenciação de células-tronco em células cardíacas). Tais substâncias foram perfundidas  a cada oito horas, para estimular a diferenciação das iPS e assim controlar o processo de reendotelização, ou seja, a formação de músculos e vasos sanguíneos.

Após sete dias foi possível observar a interação das células perfundidas com a matriz extracelular do coração e com as proteínas fibrosas formadoras dos vasos sanguíneos. O tecido cardíaco formado apresentou contração espontânea após 20 dias, mas a condução elétrica não foi eficiente quando comparada a um coração normal. Isso quer dizer que o coração batia, mas não de maneira sincronizada. Possivelmente, esse “defeito” ou alteração do funcionamento normal do coração foi ocasionado pela baixa expressão ou ausência de proteínas específicas de superfície celular e pela falta de fibroblastos, células que, junto com a matriz extracelular, dão suporte às células cardíacas. Entretanto, o transplante de fibroblastos cardíacos poderia sincronizar a contração muscular.

Também foi observada a redução da expressão de genes marcadores de pluripotência, ou seja, redução na produção de genes que fazem com que uma célula-tronco tenha a capacidade de se diferenciar ou virar outras células, como os fatores NANOG, SOX2 e OCT4, demonstrando a eficiência da diferenciação celular. Além disso, a proliferação do cardiomiócito foi mantida por um longo período de tempo. Mas a força mecânica gerada pelo coração reconstruído ainda não foi suficiente para bombear sangue. Contudo, os achados apresentados pelo grupo do professor Luang são extremamente importantes e dão margem para o desenvolvimento da tecnologia, a fim de desenvolvê-las para ensaios pré-clínicos em seres humanos.

Esquema do processo de repopulação de coração de camundongo descelularizado com células-tronco indúziveis humanas. Figura modificada de Lu TY et al. Repopulation of decellularized mouse heart with human induced pluripotent stem cell-derived cardiovascular progenitor cells. Nature communications. 2013 Aug 14;4:2307.

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Fonte: http://www.nature.com/ncomms/2013/130813/ncomms3307/full/ncomms3307.html

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