Um embrião porco-humano? Já estivemos mais longe

Células estaminais de humanos foram integradas no embrião de um porco. O objectivo final destas experiências é, um dia, sermos capazes de usar outros animais para gerar órgãos humanos para transplantes.

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Células humanas (a verde) num embrião de porco, a azul o ADN (células humanas e de porco) Juan Carlos Izpisua Belmonte

Há progressos na aventura da criação de embriões quimera porco-humanos. Uma equipa de cientistas conseguiu pela primeira vez integrar células estaminais humanas em embriões de porco e vaca. No caso do porco, o embrião foi reimplantado numa fêmea e desenvolveu-se até às quatro semanas de gestação. A experiência, relatada no artigo esta quinta-feira na revista Cell, foi terminada numa fase inicial do processo de desenvolvimento e, para já, revelou uma baixa taxa de sucesso da integração das células humanas nos porcos. Mas, os cientistas estão optimistas. O próximo passo, dizem, é tentar usar células humanas para gerar tecido pancreático, um coração e rins num embrião de um porco.

Os organismos quimera são o resultado de uma mistura de células de diferentes espécies. Em alguns laboratórios já foram concebidos, por exemplo, ratos-ratinhos quimera. Aproveitando as semelhanças destas espécies muito próximas em termos evolutivos, os cientistas já conseguiram, entre outros sucessos, desenvolver pâncreas de ratinhos em ratos e vice-versa (pâncreas de ratos em ratinhos).

Porém, quando o assunto envolve células humanas tudo se complica. Além dos muitos e imprevisíveis obstáculos técnicos – colocados pelo que ainda não sabemos das fases iniciais do desenvolvimento embrionário ou por dificuldades em “sincronizar” o crescimento celular de duas espécies diferentes –, há outros problemas. Um dos muitos receios que impõe reservas e cuidados especiais nestas experiências é a possibilidade de estarmos a introduzir células humanas em animais que mais tarde venham a tornar-se neurónios ou entrar na linha celular germinal (da reprodução).

Mas as vantagens de produzir um órgão humano num animal (como o porco ou a ovelha), que depois possa ser usado para um doente que precisa de um transplante, parecem óbvias e irresistíveis para os cientistas. Ajudados com novas tecnologias como a possibilidade de produzir células estaminais e a edição genética (CRISPR/Cas9) que permite “mexer” no ADN num jogo de “corta e cola” genes, os investigadores vão avançando com as experiências.

A equipa de investigação do Instituto Salk, na Califórnia (EUA), liderada pelo cientista espanhol Juan Carlos Izpisua Belmonte, é um exemplo da aposta nesta área. No ano passado, os cientistas publicaram um artigo na revista Nature onde descreviam uma experiência que passou por introduzir células humanas (células estaminais pluripotentes que têm a capacidade de se transformar em qualquer tipo de célula do corpo) em embriões (não viáveis) de ratinhos. Conseguiram que as células se integrassem e começassem a transformar-se em tecidos numa fase de desenvolvimento muito precoce. A experiência parou por aí e serviu para uma prova de conceito. Mas a porta estava aberta.

No artigo publicado esta semana na Cell, a equipa anuncia outros avanços. Numa das experiências, foi usada a tecnologia da edição genética em embriões de ratinhos para “desligar” o gene que coordena o desenvolvimento do pâncreas. No passo seguinte, introduziram células estaminais pluripotentes de rato, com o tal gene do pâncreas intacto, nestes embriões de ratinho. O embrião de ratinho desenvolveu um pâncreas de rato.

Paralelamente, o grupo de Juan Carlos Izpisua Belmonte fez outra quimera. Queriam fazer mais tentativas com células estaminais humanas e, para isso, os ratos e os ratinhos são muito pequenos e muito diferentes. Numa primeira fase, as experiências foram realizadas com embriões de cinco a sete dias de desenvolvimento (blastocistos) de bovinos e suínos, confirmando-se a integração de um determinado tipo de células estaminais humanas com as dos outros animais.

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Para os passos seguintes, escolheram o porco que, como se sabe, tem órgãos com um tamanho semelhante aos dos humanos. O decisivo período de gestação é, no entanto, muito diferente: uma gravidez de uma porca dura, em média, pouco mais que três meses. Ou seja, é preciso saber o momento perfeito para introduzir as células. Mais: é preciso escolher as células a introduzir. Depois de gerar diferentes tipos de células humanas (estaminais pluripotentes), os cientistas escolheram as que revelaram mais probabilidade de sucesso e que foram inseridas nos embriões que se desenvolveram nos animais.

Cerca de quatro semanas depois, a equipa parou a experiência. Segundo explicam, esta era a altura para avaliar a segurança e eficácia da tecnologia. Por outro lado, é também o prazo limite autorizado na Califórnia para estes ensaios.

A equipa que reúne investigadores de várias áreas nos EUA e em Espanha até podia ter ido mais longe e observado o resultado num embrião completamente desenvolvido, com 114 dias, no termo da gravidez. Mas, para isso, teria de fazer estas experiências em Espanha, onde Juan Carlos Izpisua Belmonte conseguiu autorização para levar os testes até esse ponto. Além das autoridades competentes, essa autorização foi mesmo validada pelo próprio Papa Francisco, segundo referiu numa entrevista à Scientific American no ano passado. “Nesta fase, sentimos que não era necessário deixar a gravidez chegar ao fim”, justifica o cientista ao PÚBLICO, acrescentando que este era um estudo que queria apenas uma resposta de “sim” ou “não” à questão sobre a capacidade de estas células conseguirem diferenciar-se num embrião de um porco. A resposta foi clara.

Em alguns embriões foi possível ver que as células humanas estavam a começar a diferenciar-se e a começar a formar tecidos. “As células sobreviveram o suficiente para se diferenciarem em células precursoras do músculo, coração, pâncreas, fígado, etc.”, confirma o cientista.

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Porém, nota, o sucesso desta integração celular foi muito menos evidente do que o que já tinha sido conseguido com os ratos e ratinhos. Houve também alguns acidentes a registar naquilo que Juan Carlos Izpisua Belmonte chama “auto-estrada” do desenvolvimento. É que, nota, colocar células que se desenvolvem de uma certa maneira e a uma certa velocidade num embrião a formar-se com as suas próprias células e ritmo representa um grande risco de acidentes. O atraso de desenvolvimento detectado em alguns embriões, por exemplo, poderá ter sido o resultado de uma “colisão” celular. Um sucesso relativo, portanto. O que não significa que os cientistas vão desistir, bem pelo contrário.

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Rato-ratinho quimera Juan Carlos Izpisua Belmonte

Juan Carlos Izpisua Belmonte adianta ao PÚBLICO que vai continuar a tentar desenvolver pâncreas, corações e rins num embrião de porco, com células estaminais humanas. “Temos resultados preliminares que mostram que podemos desactivar o desenvolvimento do pâncreas em embriões de porcos, de forma a permitir que o tecido seja gerado por células humanas”, refere. A equipa vai também tentar melhorar o tipo de células estaminais humanas usadas nestas experiências, para que a sua integração nos embriões seja mais eficiente. Por fim, nota Juan Carlos Izpisua Belmonte, será também preciso desenvolver a estratégia para evitar que as células humanas sejam integradas nas células neuronais ou germinais dos animais.

“O nosso principal objectivo com esta investigação é produzir órgãos humanos funcionais e transplantáveis usando grandes animais hospedeiros para resolver o problema mundial de falta de dadores de órgãos. Isto é um sonho e poderá levar anos a concretizar. O nosso estudo apenas marca um primeiro passo, embora seja um passo muito importante. Há muitos desafios pela frente.”