Pesquisadores criam primeiro miniórgão com notocorda

Pesquisadores do Instituto Francis Crick, no Reino Unido, conseguiram criar modelos de células-tronco humanas, amplamente conhecidas como miniórgãos, que, pela primeira vez, possuem uma notocorda — tecido essencial no embrião em desenvolvimento, que funciona como um sistema de navegação. A estrutura serve de guia para as células na formação da coluna vertebral e do sistema nervoso. Para especialistas, o trabalho, publicado ontem na revista Naturezaajuda a compreender a forma como o corpo humano se organiza nas fases iniciais de formação.

A notocorda é uma estrutura cilíndrica vital para o desenvolvimento do corpo. É uma característica fundamental dos animais com coluna vertebral e desempenha um papel importante na organização dos tecidos nos estágios embrionários iniciais. Apesar da sua relevância, a sua grande complexidade impediu que fosse incluído em modelos anteriores que procuravam recriar em laboratório o desenvolvimento da coluna vertebral humana.

Para o estudo, os cientistas começaram a trabalhar com embriões de galinha, buscando compreender o processo natural de formação da notocorda. Ao avaliar os dados da primeira etapa, juntamente com outras informações de ratos e macacos, os pesquisadores determinaram o tempo e a sequência exata dos sinais moleculares necessários para gerar o tecido da notocorda.

Assim, a equipe desenvolveu uma sequência específica de sinais químicos usados ​​para induzir células-tronco humanas a formar a notocorda. O resultado foi o desenvolvimento de uma estrutura em miniatura que se aproxima da notocorda, medindo entre 1 e 2 milímetros. Nele, os pesquisadores observaram a presença de formação de tecido neural e células-tronco ósseas dispostas de forma a refletir o padrão observado em embriões humanos, o que indicava que a notocorda estava guiando as células para se diferenciarem no tipo de tecido correto e na localização apropriada. .

Dificuldades

James Briscoe, líder do Laboratório de Dinâmica do Desenvolvimento e principal autor do estudo, sublinhou que, até agora, tem sido extremamente difícil gerar este tecido vital em laboratório. “Isso limitou a nossa capacidade de estudar o desenvolvimento humano e distúrbios relacionados. Ao criar um modelo funcional, podemos agora avançar significativamente na investigação sobre condições de desenvolvimento que anteriormente eram mal compreendidas.”

Os pesquisadores destacam que a novidade pode ajudar a criar novas formas de estudar alterações congênitas que afetam a coluna e a medula espinhal. Além disso, segundo eles, a pesquisa traz uma melhor compreensão das condições relacionadas aos discos intervertebrais, estruturas que se desenvolvem a partir da notocorda e que podem ser responsáveis ​​pelas dores nas costas à medida que degeneram com a idade.

Tiago Rito, pós-doutorando no Laboratório de Dinâmica do Desenvolvimento e coautor da publicação, destacou que descobrir os sinais químicos exatos para criar a notocorda foi como “encontrar a receita certa. momento preciso para adicionar os ingredientes. O que é particularmente emocionante é que nas estruturas cultivadas em laboratório, a notocorda parece funcionar de forma muito semelhante ao seu comportamento em um embrião em desenvolvimento.”

Segundo Marcus Vinicius Pinheiro Mendonça, neurocirurgião do Hospital Anchieta e doutor em biotecnologia, a medicina regenerativa é um ramo relativamente recente, mas muito explorado para tratar doenças. “Os estudos na área avançaram com o trabalho de Shinya Yamanaka, ganhador do Prêmio Nobel de Fisiologia Medicina, em 2012. A pesquisa demonstrou a capacidade de transformar células comuns em células-tronco. O presente trabalho amplia o conhecimento sobre o ordenamento de células enxertadas. Outros testes devem seguir esta linha de pesquisa, facilitando o tratamento de patologias do sistema nervoso central e da coluna.”

Apesar dos avanços e descobertas significativas, Renato Andrade Chaves, neurocirurgião e especialista em cérebro e coluna, destaca que um desafio é traduzir as descobertas em terapias seguras e eficazes, considerando a variabilidade genética e biológica dos pacientes. “Há também dificuldades no desenvolvimento de modelos laboratoriais que reflitam doenças humanas. Finalmente, a escalabilidade e os custos das terapias básicas nesta investigação representam desafios importantes para a sua aplicação clínica.”

Grande potencial

“A criação de uma notocorda funcional em laboratório é um avanço científico impressionante. Poderia transformar a medicina regenerativa, oferecendo esperança a milhões de pessoas com problemas na coluna e na medula espinhal. É uma combinação de ciência básica e aplicação prática com enorme potencial para o Como essa estrutura orienta a formação do sistema nervoso, seu estudo poderá auxiliar no desenvolvimento de terapias para defeitos congênitos, como a espinha bífida. Modelos laboratoriais permitirão testar novas abordagens da complexidade celular e molecular da notocorda humana e garantir a segurança e. eficácia das terapias derivadas desses estudos.”

Wuilker Knoner Campos, neurocirurgião, presidente da Sociedade Brasileira de Neurocirurgia