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Cientistas criaram a primeira miniatura funcional de coração humano

por Kamila Jessie | 23/08/2020
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Novo método de diferenciação de células-tronco que imita os ambientes de desenvolvimento embrionário e fetal permitiu o desenvolvimento de miniatura funcional de coração humano.

Pesquisadores de Engenharia Biomédica da Michigan State University criaram um coração humano em miniatura em laboratório. É um modelo completo com todos os tipos de células cardíacas primárias e uma estrutura funcional de câmaras e tecido vascular. Isso foi alcançado usando células-tronco submetidas a ambientes que imitam o desenvolvimento embrionário e fetal.

Estágios de desenvolvimento de organoide. Fonte: Michigan State University
Estágios de desenvolvimento de organoide. Fonte: Michigan State University

Coração em miniatura

O organoide – que significa “semelhante a um órgão” –  do coração humano, como os cientistas o chamam, foi criado por meio de uma nova estrutura de células-tronco que imita os ambientes de desenvolvimento embrionário e fetal. Mas calma, não tem nada de Dr. Frankenstein nisso aí. Esses modelos constituem uma poderosa ferramenta para estudar distúrbios cardíacos com precisão.

Uma das principais dificuldades enfrentadas por cientistas que estudam essa área se dá na investigação do desenvolvimento do coração fetal e doenças cardíacas congênitos: não é fácil conseguir acesso a um coração em desenvolvimento. Por isso, pesquisadores se limitam ao uso de modelos de mamíferos, exemplares fetais doados e pesquisa de células in vitro para aproximar a função e o desenvolvimento. Com o modelo humano feito em laboratório, isso pode mudar.

A engenharia do minicoração

A inovação foi realizada por meio de um processo de bioengenharia que usa células-tronco pluripotentes induzidas, ou seja, células adultas de um paciente, para desencadear o desenvolvimento de coração semelhante ao embrionário. Tudo isso é feio em laboratório, em uma placa. Em condições controladas e de interesse, as células “sabem” o que fazer por possuírem as instruções genéticas para isso no ambiente apropriado. Ao fim do processo, que leva algumas semanas, é possível gerar um minicoração funcional. Vale citar que as células-tronco são obtidas com consentimento de adultos.

Como os organoides seguiram o processo de desenvolvimento embrionário cardíaco natural, os pesquisadores estudaram, em tempo real, o crescimento natural de um coração fetal humano real. Seguindo o mesmo princípio, essa tecnologia permite a criação de vários organoides simultaneamente com relativa facilidade, contrastando com as abordagens de engenharia de tecidos existentes que são caras, trabalhosas e não-escalonáveis.

A equipe de pesquisadores apontou que, embora o modelo desenvolvido seja complexo e bastante completo, ainda está distante da perfeição. De acordo com os cientistas, melhorar o organoide final é outra via importante para pesquisas futuras.

Fonte: bioRxiv

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Kamila Jessie

Engenheira ambiental e sanitarista, MSc. e atualmente doutoranda em Engenharia Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo. http://orcid.org/0000-0002-6881-4217

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