Foi criada uma retina a partir de células estaminais embrionárias humanas

Células-tronco humanas formam espontaneamente tecido que se desenvolve na retina, o tecido do olho que nos permite enxergar, de acordo com um artigo publicado na revista Cell Stem Cell. No futuro, o transplante desse tecido tridimensional poderá ajudar pacientes com problemas de visão.

“Este é um marco importante na próxima etapa da medicina regenerativa”, disse o líder do estudo, Professor Yoshiki Sasai, MD, PhD, diretor do Grupo de Organogênese e Neurogênese do Centro RIKEN de Biologia do Desenvolvimento, no Japão. “Nossa abordagem abre novas perspectivas para o uso de tecidos complexos derivados de células-tronco humanas para tratamento, bem como para pesquisas médicas relacionadas à patogênese e ao desenvolvimento de medicamentos.”

Durante o desenvolvimento, a retina – o tecido sensível à luz que reveste a parte interna do olho – é formada a partir de uma estrutura conhecida como cálice óptico. No novo trabalho de pesquisadores japoneses, essa estrutura foi formada espontaneamente a partir de células-tronco embrionárias humanas (hESCs) – células derivadas de embriões humanos com potencial para se diferenciar em uma variedade de tecidos. Isso foi possível graças a técnicas de cultura celular otimizadas pelo Professor Sasai e sua equipe.

As células derivadas de HESC organizam-se em uma estrutura tridimensional regular com duas camadas do cálice óptico, uma das quais contém um grande número de células sensíveis à luz, chamadas fotorreceptores. Como a degeneração da retina resulta principalmente de danos aos fotorreceptores, o tecido derivado de hESC pode ser um material ideal para transplante.

A pesquisa de cientistas japoneses não apenas abre novas perspectivas para o uso de células-tronco na medicina regenerativa, como certamente acelerará o desenvolvimento de um campo das ciências naturais como a biologia do desenvolvimento. Durante os experimentos, os pesquisadores se convenceram de que o cálice óptico formado a partir de células-tronco embrionárias humanas é muito mais espesso do que aquele cultivado a partir de células-tronco embrionárias de camundongos. Além disso, ele contém bastonetes e cones, enquanto a diferenciação em cones raramente é observada na cultura de células-tronco de células-tronco de camundongos (CES). Isso significa que as células embrionárias carregam instruções específicas da espécie para a criação dessa estrutura ocular.

"Nosso estudo abre caminho para a compreensão das características de desenvolvimento do olho que são específicas dos humanos e que antes eram impossíveis de estudar", diz o professor Sasai.

Este não é o primeiro grande sucesso do grupo do Professor Sasai. No final do ano passado, os cientistas cultivaram uma glândula pituitária anterior funcional (adeno-hipófise) a partir de células-tronco embrionárias de camundongos, compostas por vários tipos diferentes de células produtoras de hormônios. Um artigo sobre os resultados deste trabalho, "Autoformação de adeno-hipófise funcional em cultura tridimensional", foi publicado na revista Nature.

A hipófise é uma pequena glândula endócrina localizada na base do cérebro e que produz diversos hormônios importantes. Ela é particularmente importante durante o desenvolvimento inicial, e a capacidade de simular sua formação em laboratório ajudará os cientistas a compreender melhor a embriogênese. Anormalidades na hipófise têm sido associadas a distúrbios de crescimento, como gigantismo, e a problemas de visão, incluindo cegueira.

Este experimento não teria sido possível sem a cultura de células em 3D. A hipófise é um órgão separado, mas seu desenvolvimento requer sinais químicos da área do cérebro diretamente acima dela, o hipotálamo. Na cultura em 3D, os cientistas conseguiram cultivar dois tipos de tecido lado a lado ao mesmo tempo, resultando em células-tronco que se auto-organizaram na hipófise após duas semanas.

A coloração fluorescente mostrou que o tecido hipofisário cultivado expressava os biomarcadores apropriados e secretava hormônios típicos da hipófise anterior. Os pesquisadores foram um passo além e testaram a funcionalidade dos órgãos sintetizados, transplantando-os em camundongos sem hipófise. Os experimentos foram bem-sucedidos: as hipófises bioengenheiradas restauraram os níveis de hormônios glicocorticoides no sangue dos animais e eliminaram sintomas comportamentais como letargia. A condição dos camundongos com estruturas implantadas de células-tronco, que não foram expostas aos fatores de sinalização necessários e, portanto, não se tornaram uma hipófise funcional, não melhorou.

O professor Sasai e seus colegas planejam repetir o experimento em células-tronco humanas e acreditam que esse trabalho levará pelo menos três anos.

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