A pesquisa da quimera abre novas portas para entender e tratar doenças

Jul 10, 2023

Hannah ingressou no Drug Discovery News como editora assistente em 2022. Ela obteve seu doutorado em neurociência pela Universidade de Washington em 2017 e concluiu o Dalla Lana Fellowship em Jornalismo Global em 2020.

"Quando eu estava na faculdade, minha mãe precisava de um transplante de coração", disse Mary Garry, bióloga celular da Universidade de Minnesota. Embora ela tivesse apenas cinquenta anos, disseram à mãe de Garry que ela era muito velha para receber um transplante; simplesmente não havia corações suficientes disponíveis.

"Minha mãe morreu em 1980", disse Garry. "O número de corações de doadores que estão disponíveis hoje não é muito maior do que o número que estava disponível mais tarde na década de 1980."

A necessidade de órgãos, especialmente rins, fígado e coração, supera em muito a disponibilidade. Hoje, mais de 100.000 pessoas somente nos Estados Unidos estão na lista nacional de espera para transplante (1). Muitos morrerão enquanto esperam.

À medida que a compreensão científica das células-tronco, edição de genes e desenvolvimento de organismos melhorou, Garry sentiu que sua carreira estava clara. "Quando as tecnologias se tornaram disponíveis para resolver esse problema, parecia ser a coisa certa a fazer."

Hoje, Garry e seu marido Dan, um cardiologista de transplantes, são pioneiros no campo da pesquisa de quimeras interespécies, o estudo de organismos contendo células de duas espécies diferentes. Sua equipe se concentra no uso de células-tronco pluripotentes induzidas por humanos para cultivar tecidos humanos dentro de porcos.

Outros cientistas, incluindo Jun Wu, biólogo de células-tronco do Southwestern Medical Center da Universidade do Texas, também estão estudando quimeras com o objetivo final de um dia ser capaz de cultivar órgãos humanos suficientes para atender à enorme necessidade de transplantes, salvando potencialmente centenas de milhares de vidas. “Células-tronco humanas pluripotentes abrigam o potencial de fornecer um suprimento inesgotável de células, tecidos ou órgãos de doadores para transplante”, escreveu Wu em um e-mail.

Na mitologia grega, a quimera era um monstro cuspidor de fogo - parte cabra, parte cobra, parte leão - que aterrorizou o povo da Lícia antes de ser morto pelo herói Belerofonte. Em biologia, uma quimera é muito menos monstruosa; é qualquer organismo que contém dois ou mais conjuntos de DNA. Isso pode variar desde o relativamente prosaico, como uma pessoa que recebeu um transplante de medula óssea, até criaturas que parecem mais em casa na ficção científica, como animais contendo células ou tecidos pertencentes a outras espécies.

As quimeras interespécies criadas em laboratório não são especialmente novas. Cientistas do ARC Institute of Animal Physiology anunciaram a criação de híbridos de ovelha e cabra conhecidos como geeps em 1984 (2). A pesquisa inicial de quimeras era difícil e inexata. Os cientistas removeram meticulosamente o tecido de um embrião e o enxertaram em outro embrião (3). No entanto, os avanços na pesquisa com células-tronco na década de 2000 revolucionaram o campo, abrindo novas possibilidades e novas aplicações para a pesquisa de organismos multiespécies.

Em 2007, uma equipe da Universidade de Kyoto criou células-tronco pluripotentes a partir de células somáticas humanas adultas (4). Os pesquisadores começaram a sonhar com um futuro em que as células dos próprios pacientes, talvez do sangue ou da pele, pudessem ser convertidas nessas células-tronco pluripotentes induzidas e transformadas em qualquer órgão de que o paciente precisasse. Isso não apenas forneceria um suprimento adequado de órgãos, mas também eliminaria a necessidade de os pacientes tomarem drogas imunossupressoras potencialmente perigosas; como os novos órgãos seriam feitos de suas próprias células, eles não precisariam se preocupar com a rejeição de órgãos.

Alguns pesquisadores estão tentando usar células-tronco para bioengenharia de órgãos humanos no laboratório in vitro, em vez de dentro de outra espécie (5). Embora Garry reconheça prontamente a importância de múltiplas abordagens, ela disse que há vantagens importantes em cultivar órgãos em animais em desenvolvimento, em vez de in vitro.

"Achamos que as pistas de desenvolvimento que existem no porco ajudarão a guiar as células humanas dentro do embrião suíno. Na abordagem in vitro, existe um andaime físico, mas as pistas biológicas como os fatores de crescimento ou a força bruta de fluxo sanguíneo ou outras coisas dessa natureza que estão presentes no organismo vivo estão faltando", disse ela. Os cientistas podem ainda não saber o suficiente para imitar com precisão todas as pistas de desenvolvimento que instruem as células a se tornarem um órgão específico. "A natureza sabe mais do que nós porque não podemos reinventar todas essas coisas in vitro", disse Garry.