Criados pela primeira vez embriões só com células estaminais

Através de células estaminais de ratinhos colocadas num pratinho, uma equipa de cientistas conseguiu criar embriões com três dias e meio de desenvolvimento e implantá-los no útero de ratinhos fêmea. Este é um novo modelo para o estudo dos primeiros momentos do desenvolvimento.

Foto
Dois blastóides, que são embriões sintéticos criados em laboratório a partir de células estaminais embrionárias Nicolas Rivron

Ainda sabemos pouco sobre o desenvolvimento dos embriões nos primeiros dias de vida. E se um modelo sintético – artificial – nos revelasse mais pormenores sobre esses primeiros momentos? É essa a novidade que a revista científica Nature traz esta quarta-feira. Pela primeira vez, cientistas da Holanda conseguiram criar, em laboratório, embriões sintéticos na fase de blastocisto (com três dias e meio de desenvolvimento) a partir de células estaminais de ratinhos. Chamam-lhes blastóides, podem ser obtidos em largo número e ajudar a compreender como se forma a placenta ou como o embrião se implanta no útero.

De forma muito simples: tudo começa quando um espermatozóide fertiliza um ovócito. Forma-se assim um zigoto, um embrião constituído por uma célula. Depois, o zigoto vai dividir-se em mais células. “Cerca de cinco dias após a fertilização, antes de se implantar no útero, o embrião é uma estrutura mais complexa chamada ‘blastocisto’”, explica-se no livro de banda desenhada Uma Aventura Estaminal com argumento de João Ramalho Santos e desenhos de André Caetano. O blastocisto tem dois tipos de células estaminais: as células do pluriblasto e as do trofoblasto. As células do pluriblasto estão dentro do blastocisto e irão formar o feto. São células estaminais embrionárias pluripontentes, dando origem a todos os tipos celulares do organismo. Já as células do trofoblasto fazem parte da camada externa de células do blastocisto e contribuirão para a formação da placenta.

Foi um modelo desta fase inicial do embrião que uma equipa de cientistas esteve a desenvolver durante vários anos. O estudo realizou-se no laboratório de Nicolas Rivron, do Instituto de Medicina Regenerativa Inspirada na Tecnologia da Universidade de Maastricht, que liderou a equipa.

PÚBLICO -
Foto
Modelo de um blastóide, em que as células verdes iriam originar a placenta e as castanhas o feto Nicolas Rivron

O processo até parece simples. Num pratinho de laboratório, usando tecnologias de engenharia, os cientistas combinaram células estaminais pluriblasto e células estaminais do trofoblasto de ratinhos. “Pela junção do número certo de células num cocktail específico de moléculas, desencadeámos a reacção de auto-organização”, conta ao PÚBLICO Nicolas Rivron. Esses dois tipos de células estaminais embrionárias permitiram assim formar uma estrutura com três dias e meio, tal como se fosse um blastocisto. “Chamámos a esses embriões sintéticos ‘blastóides’ [que significa ‘como o blastocisto’].”

O blastóide é uma bola oca formada por uma camada de células externas (as células do trofoblasto) e um pequeno conjunto de células internas (as células do pluriblasto). Esta estrutura tem cerca de uma centena de células.

Depois, o blastóide foi implantado no útero de um ratinho fêmea: as células do pluriblasto deram instruções às células do trofoblasto como se deviam organizar e implantar-se no útero. Formou-se assim uma espécie de casulo que envolveu o embrião. “O blastóide proliferou, alongou-se e formou tipos de células específicos, incluindo células que atraem e se misturam com os vasos sanguíneos da mãe ratinho. Isto mostrou que a gravidez se iniciou”, conta-nos Nicolas Rivron.

PÚBLICO -
Foto
O investigador Nicolas Rivron DR

O processo termina aqui. O embrião não evolui para um estado mais avançado. O resultado final é um modelo de cultura celular. “Como as células estaminais do embrião e as células estaminais do trofoblasto podem ser cultivadas e infinitamente multiplicadas em laboratório, podemos formar um número infinito de blastóides”, adianta o cientista. 

Por que só se conseguiu criar agora esta estrutura? “Foi difícil descobrir as condições iniciais que desencadeiam a 'conversa' [entre células estaminais]”, explica o cientista. Para resolver esse problema, o seu laboratório teve de testar várias combinações de moléculas (em milhares de placas com pequenos de tubos de ensaios). “Isso permitiu-nos descobrir o cocktail perfeito e desencadear o processo de auto-organização.”

Um efeito borboleta

Nicolas Rivron acredita que se deu um passo importante na ciência com estas experiências. “Vai permitir-nos estudar o embrião com grande detalhe, enquanto se reduz o uso de animais nas experiências. Os embriões, sejam de ratinhos ou de humanos, são preciosos e escassos”, explica o cientista. “Ainda sabemos muito pouco sobre como os embriões se desenvolvem na fase inicial, devido ao seu pequeno tamanho – da largura de um cabelo –, bem como à sua inacessibilidade no útero e escassez.”

É fundamental conhecerem-se os pequenos problemas que surgem no início da gravidez. Afinal, eles podem fazer com que o embrião não se implante no útero ou contribuir para doenças durante a vida adulta. Esses danos podem ser “grandes” e ter “consequências recorrentes”, avisa Nicolas Rivron. E fala num efeito borboleta desencadeado por esses problemas iniciais. “Danos muito pequenos no blastocisto conduzem a uma gravidez subóptima, que aumenta a propensão para o aparecimento das doenças crónicas na infância, na vida adulta ou, às vezes, 50 anos mais tarde. O que acontece durante os primeiros momentos da gravidez pode ter impacto em toda a vida. Uma gravidez saudável tem uma importância tremenda numa vida saudável.”

Portanto, a partir do blastóide poderemos compreender como os embriões se formam ou como resolver problemas de infertilidade, de contracepção ou de algumas doenças suscitadas por pequenos danos nas células do embrião, como a diabetes ou doenças cardiovasculares. “Agora temos uma nova forma de estudar as fases iniciais do desenvolvimento embrionário e explorar a influência de factores ambientais no desenvolvimento e em doenças”, indica por sua vez Niels Geijsen, do Instituto Hubrecht (Holanda) e um dos autores do estudo, num comunicado sobre o trabalho.

“Penso que [este avanço] tem uma importância muito relevante”, considera também Rui Nunes, professor catedrático da Faculdade de Medicina da Universidade do Porto e presidente da Associação Portuguesa de Bioética, e que não fez parte deste trabalho. “Tudo aquilo que seja inovar e adensar, seja científica ou tecnologicamente no domínio das células estaminais, é uma investigação com elevado potencial para a humanidade.” E porquê? “Porque as células estaminais – células primordiais – têm este enormíssimo potencial de encontrar cura para a maioria das doenças para as quais a medicina hoje não tem solução”, responde.

Sobre as potencialidades dos blastóides, Rui Nunes salienta dois pontos: por um lado, permitirão que se estude melhor e em pormenor os fenómenos reprodutivos e que se acompanhe melhor a gravidez; por outro lado, há então o ponto de vista terapêutico e as soluções para muitas doenças. Mas avisa: “Claro está, tem de ser feito com conta, peso e medida e sob os mais rigorosos padrões éticos, não pondo em xeque nem a dignidade das pessoas nem os seus direitos inalienáveis e a sua integridade pessoal.”

PÚBLICO -
Foto
Representação de um blastóide, que é um embrião sintético criado em laboratório Nicolas Rivron

Mesmo assim, Nicolas Rivron diz que é cedo para se perceberem todas as implicações deste “poderoso” modelo de investigação.

E será possível criar blastóides com células estaminais humanas? “Tecnicamente, esta investigação também é possível com células estaminais humanas. Contudo, legalmente, não é permitido na Holanda e em muitos outros países”, responde Nicolas Rivron.

Como este tipo de investigações científicas levanta questões éticas, o trabalho esteve sob controlo de um comité de ética – a Comissão de Experiências Animais da Academia Real de Artes e Ciências dos Países Baixos –, que permitiu a realização das experiências e acompanhou o estudo. “Os comités de ética estão agora a avaliar os benefícios que os blastóides humanos poderão trazer à medicina e à saúde humana. E irão tomar decisões de acordo com isso.”

Por enquanto, podemos saber mais sobre a formação dos embriões usando células estaminais de ratinhos, tudo num pratinho de laboratório.