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Fígado artificial criado com engenharia genética prolonga vida de cobaias

Organoide desenvolvido em laboratório é capaz de amadurecer bem mais rápido, e é esperança para futuros transplantes de fígado.

Quanto mais os organoides do fígado amadureciam, mais vasos capilares (em vermelho) cobriam a fina camada de tecido (preto)

Combinando biologia sintética e algoritmos de aprendizagem de máquina, uma equipe de pesquisadores conseguiu cultivar em laboratório  um fígado sintético que prolongou a vida das cobaias nas quais foi transplantado. A pesquisa foi publicada esta semana na revista científica Cell Systems. Segundo os autores, os resultados mostram que é possível  acelerar a maturação de um órgão cultivado em laboratório sem sacrificar a precisão ou o controle.

“Uma  gravidez leva  nove meses. E às vezes são necessários ainda mais meses após o nascimento para que os órgãos amadureçam. Mas, se uma pessoa precisa de um fígado, ela pode não ser capaz de esperar tanto tempo”, diz Mo Ebrahimkhani, MD, autor do estudo e professor na Universidade Pittsburgh. “Mostramos que é possível obter tecido hepático humano, com os quatro tipos principais de células e vasos sanguíneos em 17 dias. Em apenas três meses podemos alcançar o grau de maturidade equivalente ao do terceiro trimestre.”

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Outros grupos já tentaram acelerar a maturação de organoides de laboratório usando  fatores de crescimento, mas  Ebrahimkhani diz que essa via tem se mostrado cara, inconsistente e sujeita a erros humanos. Freqüentemente, verifica-se o surgimento de  tecidos ou tipos de células indesejados. Por exemplo,  células do intestino ou do cérebro podem surgir em meio ao que deveria ser um fígado sólido.

A engenharia genética é uma alternativa, porém seu emprego é mais complexo. Por isso,  Ebrahimkhani estabeleceu uma parceria com Patrick Cahan, da Universidade Johns Hopkins para usar um sistema de aprendizado de máquina que pode fazer a engenharia reversa para identificar os genes necessários para a maturação do fígado humano.

Posteriormente, Ebrahimkhani, juntamente com sua colaboradora  Samira Kiani, aplicou técnicas de engenharia genética, incluindo a CRISPR, para transformar uma massa de tecido imaturo originalmente derivado de células-tronco humanas no que a equipe chama de “organóides projetados de fígado”.

A medida que os  organoides amadureciam, formavam-se  mais vasos capilares e células rudimentares do ducto biliar sobre a fina camada de tecido. e melhorava também o funcionamento do órgão artificial. Ele se mostrava capaz de  armazenar energia, acumular gordura, realizar atividade enzimática e produzir proteína de forma semelhante ao que se observa no fígado de um ser humano adulto, embora não tenha chegado a um grau perfeito de funcionamento, equivalente ao do órgão natural. Ebrahimkhani imagina que no futuro os organoides possam ser usados para  três usos principais: testes de  medicamentos, modelagem de doenças e transplante de órgãos. Como as células-tronco podem ser retiradas  do próprio corpo do paciente, os órgãos cultivados em laboratório podem ser personalizados, de forma que não haja ameaça de rejeição imunológica.

Posteriormente, os organoides de fígado cultivados por Ebrahimkhani e sua equipe foram transplantados para os corpos de  camundongos que tinham o fígado danificado. Os órgãos artificiais se integraram com sucesso aos corpos dos animais e continuaram a trabalhar,  produzindo proteínas humanas que apareciam no sangue dos animais e prolongando suas vidas.

Ebrahimkhani diz que o estudo é uma prova conceitual para demonstrar sua viabilidade, e que a técnica pod ter muitos outros usos. “Nossa referência era um fígado humano projetado pela natureza, mas você pode ir atrás de qualquer projeto que desejar. Por exemplo, você pode fazer uma troca genética que protege o tecido de um vírus, direcionar o DNA do vírus e destruí-lo”, Ebrahimkhani disse. “Isso diferencia este método.”

 

Publicado em 8/11/2020

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