Os cientistas cultivaram rins contendo, principalmente, células humanas dentro de embriões de porcos. Um passo importante para o crescimento órgãos humanos que poderiam ser usados ​​para transplantes em pessoas.

Os órgãos para transplante são escassos. Poderia o cultivo de células humanas em porcos aliviar a escassez?

A técnica, descrita em um novo estudo publicado na revista científica Cell Stem Cell, semana passada, envolve alterar a composição genética de embriões de porcos e depois injetar células humanas que formarão rins dentro dos animais.

Os pesquisadores envolvidos disseram que é a primeira vez que os cientistas conseguem cultivar um órgão sólido humanizado dentro de outra espécie.

Os embriões, quando implantados em porcas, começaram a desenvolver rins contendo células humanas que apresentavam estrutura normal após 28 dias de desenvolvimento, segundo o estudo.

“Levamos cinco anos”, disse o autor sênior do estudo Miguel Esteban, investigador principal do Instituto de Biomedicina e Saúde de Guangzhou, Academia Chinesa de Ciências.

“Modificamos geneticamente o porco para criar um espaço para as células humanas crescerem com menos competição das células suínas, e também modificamos as células humanas para fazê-las sobreviver em um ambiente que não era o natural”, disse Esteban.

Os rins são os órgãos mais comumente transplantados em humanos, com mais de 88.500 pessoas aguardando um transplante nos Estados Unidos, de acordo com a Rede de Aquisição e Transplante de Órgãos.

O objetivo da pesquisa

O objetivo da pesquisa experimental é usar essa tecnologia para fabricar órgãos a partir das células de um paciente individual, com os porcos servindo essencialmente como incubadoras, resultando em um risco muito reduzido de rejeição.

No entanto, isso poderia levar anos e seria um processo complexo, enfatizaram os autores.

“Em última análise, gostaríamos de produzir órgãos humanos maduros que possam ser usados ​​para transplante ou modelagem de doenças, mas isso levará tempo e provavelmente enfrentaremos barreiras técnicas adicionais à medida que avançarmos”, disse Esteban. “No entanto, achamos que é possível.”

A equipe também está trabalhando para gerar outros órgãos humanos em embriões de porcos, incluindo o coração e o pâncreas.

“O artigo descreve passos pioneiros numa nova abordagem à bioengenharia de órgãos usando porcos como incubadoras para o cultivo e cultivo de órgãos humanos”, disse Dusko Ilic, professor de ciências de células estaminais no King’s College London, num comunicado. Ele não esteve envolvido na pesquisa.

O que os pesquisadores fizeram

No estudo atual, uma equipe liderada por cientistas dos Institutos de Biomedicina e Saúde de Guangzhou injetou células-tronco humanas em mais de 1.800 embriões de porcos e depois os transferiu para o útero de 13 porcas fêmeas.

Eles permitiram que os embriões quiméricos crescessem por até 28 dias e depois interromperam a gravidez para remover e examinar os embriões. Eles coletaram cinco, todos com rins em desenvolvimento normal e contendo até 65% de células humanas.

A pesquisa foi publicada em 7 de setembro na revista Cell Stem Cell.

Para gerar rins compostos principalmente por células humanas em porcos, os cientistas usaram técnicas de ponta, aproveitando os avanços em células-tronco, edição de genes e embriologia.

Primeiro, eles usaram a edição genética CRISPR para alterar a composição genética dos embriões de porcos, de modo que faltassem dois genes necessários para o desenvolvimento renal.

Em segundo lugar, os investigadores desenvolveram células pluripotentes humanas – que são amplamente utilizadas na investigação biológica e podem ser transformadas em qualquer tipo de célula humana – de modo a que se assemelhassem às primeiras células embrionárias humanas e injetaram-nas no embrião alterado do porco.

Terceiro, os investigadores descobriram as condições laboratoriais ideais para fornecer os nutrientes e sinais certos às células humanas e suínas, que têm necessidades diferentes. Depois de seis ou sete dias, implantaram os embriões em desenvolvimento em porcas substitutas durante 28 dias.

“Fazer com que as células se adaptassem ao ambiente do embrião suíno e se diferenciassem fielmente na linhagem renal foi um desafio”, disse Esteban.

Quando transferidos para mães substitutas, os rins humanizados em desenvolvimento apresentavam “estrutura normal e formação de túbulos” após 28 dias, disse a equipe.

“É um rim em estágio intermediário de desenvolvimento e, portanto, subdesenvolvido, não um rim maduro”, disse Esteban. “No entanto, este é um grande passo em frente, pois encoraja-nos e a outros investigadores a pensar que é possível produzir um rim maduro uma vez resolvidos outros obstáculos técnicos”.

Considerações éticas

Considerações éticas cercam esse tipo de pesquisa.

Estas incluem o bem-estar animal e preocupações de que as células humanas possam estar envolvidas não só na formação do rim, mas também de outros tecidos dentro do porco, como o cérebro, levantando a possibilidade de as experiências poderem afetar o comportamento do animal.

Ele acrescentou: “Somos muito atenciosos com o que fazemos e estamos avançando com muita cautela e passo a passo nesta pesquisa para evitar qualquer controvérsia ética”.

Uma abordagem diferente para o xenotransplante

O trabalho de Esteban e da sua equipe é uma abordagem diferente do xenotransplante – a utilização de tecidos ou órgãos não humanos para tratar condições médicas em humanos.

Nos últimos anos, pelo menos duas equipes distintas de pesquisadores transplantaram rins de porcos em humanos com morte cerebral.

No entanto, são necessários mais trabalhos, incluindo estudos em receptores humanos vivos, para estabelecer se os transplantes de rim de porco podem ser uma tábua de salvação para pessoas com doença renal em fase terminal.

Duas equipes de pesquisa detalham os avanços no transplante de rins de porco para humanos, marcando passos importantes no caminho para os ensaios clínicos

Embora estas abordagens inspirem admiração e entusiasmo, a investigação mais recente é um passo incremental num longo processo.

Se desenvolver um rim ‘humanizado’ num porco e transplantá-lo para um ser humano é como um edifício de dez andares, então talvez os investigadores tenham acrescentado vários tijolos.

Conclusão

Por enquanto, os cientistas ainda estão muito longe de desenvolver um órgão totalmente humano dentro de um porco.

Por que então os porcos, quando eles diferem tanto dos humanos?

Os cientistas acham que seriam animais doadores ideais para as pessoas devido às suas anatomias e tamanho dos órgãos semelhantes.

E neste momento, os centros de transplante não conseguem dar resposta à procura de órgãos. O tempo médio de espera para um transplante renal é de três a cinco anos na maioria dos centros dos EUA, mas pode ser mais longo em certas partes do país.

No entanto, os órgãos de porcos não podem ser simplesmente transferidos para receptores humanos. O tecido suíno é rapidamente rejeitado pelo sistema imunológico humano, e os suínos também abrigam vírus inatos que podem ser transmitidos aos pacientes transplantados.

Mesmo que os cientistas consigam desenvolver órgãos humanizados completos dentro de porcos, não há garantia de que sejam compatíveis com o sistema imunitário humano.

E essa é a grande questão que qualquer técnica que visa gerar órgãos para transplante para pacientes enfrenta:

Será que um órgão, independentemente de como você o fabrica, será aceito pelo receptor?