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Células-tronco humanas usadas para criar embriões

Os biólogos desenvolveram uma maneira de usar células-tronco humanas para criar estruturas que imitam os primeiros embriões. As estruturas semelhantes a embriões são as primeiras a produzir células reprodutivas rudimentares; e também passar por estágios que se assemelham a vários outros marcos no início do desenvolvimento humano. Grupos de pesquisa estão buscando criar estruturas artificiais embrionárias cada vez mais sofisticadas que possam ser usadas, não para reprodução, mas para estudar o desenvolvimento embrionário em estágio inicial. O método mais recente para criar essas estruturas, publicado hoje na Nature 1 , tem uma taxa de sucesso muito mais alta que as tentativas anteriores e pode produzi-las de maneira confiável sob demanda. O uso dessas estruturas para pesquisa deve ser menos controverso do que trabalhar com embriões que sobraram dos procedimentos de fertilização in vitro (FIV), diz Jianping Fu, bioengenheiro da Universidade de Michigan em Ann Arbor, que liderou o último estudo. As empresas farmacêuticas também podem um dia usar as estruturas para testar se os medicamentos são seguros para mulheres grávidas. E os médicos poderiam usá-los para investigar por que algumas mulheres têm vários abortos espontâneos. Este estudo pode ajudar a entender e ajudar a prevenir a perda precoce da gravidez”, diz Amander Clark, biólogo de células-tronco da Universidade da Califórnia, Los Angeles, que escreveu um artigo 2 da News & Views para acompanhar o estudo. “As mulheres que repetem a falha precoce da gravidez agora devem ter esperança de que os cientistas estejam trabalhando em abordagens para ajudar a entender por que isso ocorre”, acrescenta ela. Mas a pesquisa provavelmente levantará suas próprias questões éticas. Embora essas estruturas não possam se transformar em uma pessoa, elas desenvolvem características no laboratório que algumas pessoas consideram o momento em que um embrião se torna um indivíduo.

Tempo é tudo

Há dois anos, Fu relatou 3 fazer suas primeiras estruturas embrionárias usando colônias de células-tronco pluripotentes humanas (PSCs), algumas de embriões e outras de células da pele reprogramadas para um estado de embrião. Usando a combinação certa de sinais bioquímicos no momento certo, Fu conseguiu persuadir as colônias de PSCs – que podem se diferenciar em outros tipos de células – para imitar o primeiro passo pelo qual as células quase homogêneas de um embrião inicial se tornam vários tipos de tecido. As estruturas também mostraram sinais precoces de desenvolvimento de um recurso chamado faixa primitiva, que estabelece o eixo cabeça a cauda. Mas Fu diz que o resultado foi frustrante porque o método funcionou apenas cerca de 5% do tempo – não o suficiente para ser uma ferramenta de pesquisa confiável, muito menos um auxílio na pesquisa clínica farmacêutica. Para obter maior controle sobre o processo, a equipe de Fu substituiu as placas de cultura convencionais usadas para cultivar colônias de PSCs por um pequeno dispositivo que contém canais de materiais diferentes.

A do meio é preenchida com um gel e forrada com postes de suporte que ancoram as colônias do PSC. As colônias são carregadas através de outro canal, e o terceiro canal é usado para fornecer uma dúzia de sinais bioquímicos em momentos precisos. Fu diz que as estruturas semelhantes a embriões produzidas usando esse processo eram mais semelhantes aos embriões naturais do que as estruturas que a equipe criou anteriormente. A sequência primitiva foi melhor definida e surgiram precursores das células que formam óvulos e espermatozóides. Os sacos tipo embrião se formavam 95% das vezes, com estruturas em desenvolvimento e alterações celulares ocorrendo quase ao mesmo tempo, diz Fu. “Ver 10 ou 15 estruturas se desenvolverem de maneira controlada e sincronizada foi incrível”, diz ele. Eric Siggia, biólogo físico da Universidade Rockefeller em Nova York, diz que a confiabilidade é o aspecto mais impressionante do estudo. “É tremendamente poderoso”, diz Siggia, que também cria estruturas sintéticas semelhantes a embriões. Clark antecipa que estruturas sintéticas semelhantes a embriões serão usadas para melhorar a compreensão de como as faixas primitivas se formam. “Este é um dos eventos mais importantes e menos compreendidos na vida humana”, diz ela. As estruturas sintéticas de Fu mostraram sinais de uma faixa primitiva em apenas quatro dias. Ele teve que interromper os experimentos depois disso, porque as estruturas ultrapassaram os canais, mas ele planeja melhorar seus dispositivos para que os sacos possam se desenvolver ainda mais.

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Linha ética

Mas a presença da faixa primitiva nessas estruturas sintéticas também pode ser controversa, porque algumas pessoas consideram que isso ocorre quando um embrião se torna um ser humano individual. Alguns países, como os Estados Unidos, têm diretrizes que proíbem a pesquisa em embriões humanos nos 14 dias após a fertilização, que é na mesma época em que a faixa primitiva se forma. Outros, incluindo o Reino Unido , têm leis explícitas contra ele. Os Institutos Nacionais de Saúde dos EUA (NIH) não têm uma política clara de pesquisa usando estruturas embrionárias sintéticas que desenvolveram uma sequência primitiva. Mas Fu e Siggia dizem que nenhum de seus projetos foi financiado. Um pedido de propostas do NIH para 2019 sobre pesquisa cerebral especifica que o trabalho com embriões sintéticos não pode ser financiado. “Isso causa muita confusão e incerteza, desencorajando os pesquisadores que trabalham neste campo de se candidatarem a bolsas do NIH”, diz Fu, cuja pesquisa foi financiada principalmente por sua universidade. Um porta-voz do NIH disse à Nature que as propostas de pesquisa que utilizam estruturas embrionárias sintéticas são julgadas caso a caso. Alguns países provavelmente introduzirão regulamentos para esse tipo de pesquisa, diz Magdalena Zernicka-Goetz, bióloga do desenvolvimento do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena. “Teremos que nos confrontar com a questão do que é um embrião humano e se esses modelos realmente têm o potencial de se transformar em um”, diz ela. Fu, Siggia e Clark pensam que, como os embriões sintéticos não são iguais aos embriões humanos intactos, eles não devem estar sujeitos às mesmas regras que as doadas pelas clínicas de fertilização in vitro. As estruturas semelhantes a embriões não possuem placenta e outras células cruciais para o desenvolvimento e não poderiam se transformar em uma pessoa, diz Siggia. “É como colocar quatro rodas em um quadro e dizer que é um carro, mesmo que não haja motor.

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