Notícia

Cientistas criam “embriões” de camundongos a partir de células-tronco pela primeira vez

Sarah Harrison e Gaelle Recher, Zernicka-Goetz Lab, Universidade de Cambridge

Fonte

Universidade de Cambridge

Data

quinta-feira, 16 março 2017 10:10

Áreas

Biologia Celular e Molecular. Biotecnologia. Engenharia Biológica. Embriologia.

Entender os estágios iniciais do desenvolvimento embrionário é de interesse porque este conhecimento pode ajudar a explicar por que um número significativo de gravidezes humanas falham neste momento.

Uma vez que um óvulo de mamífero foi fertilizado por um espermatozóide, ele se divide várias vezes para gerar uma pequena bola de células estaminais. Estas são as células-tronco específicas que farão com que as células-tronco embrionárias se agrupem dentro do embrião em direção a uma extremidade: este estágio de desenvolvimento é conhecido como o blastocisto. Os outros dois tipos de células-tronco no blastocisto são as células-tronco extra-embrionárias de trofoblasto (TSCs), que formarão a placenta, e as células-tronco endodérmicas primitivas, que formarão o chamado saco vitelino, garantindo que os órgãos do feto se desenvolvam adequadamente. E fornecendo nutrientes essenciais.

As tentativas anteriores de desenvolver estruturas semelhantes a embriões usando apenas células-tronco embrionárias tiveram sucesso limitado. Isso ocorre porque o desenvolvimento precoce do embrião exige que os diferentes tipos de células se coordenem estreitamente um com o outro.

No entanto, em um estudo publicado na revista Science, pesquisadores da Universidade de Cambridge descrevem como, usando uma combinação de células-tronco embrionárias e TSCs geneticamente modificadas, juntamente com uma estrutura (scaffold) 3D conhecida como matriz extracelular, eles conseguiram desenvolver uma estrutura que se assemelha muito ao embrião natural.

“As células embrionárias e extra-embrionárias começam a conversar umas com as outras e se organizam em uma estrutura que se parece e se comporta como um embrião”, explica a Profa. Dra. Magdalena Zernicka-Goetz, do Departamento de Fisiologia, Desenvolvimento e Neurociência de Cambridge. “Tem regiões anatomicamente corretas que se desenvolvem no lugar certo e no momento certo.”

A Profa. Dra. Zernicka-Goetz e colegas encontraram um notável grau de comunicação entre os dois tipos de células estaminais: em certo sentido, as células estão dizendo umas às outras onde devem se colocar no embrião.

“Sabíamos que as interações entre os diferentes tipos de células-tronco são importantes para o desenvolvimento, mas a coisa impressionante que o nosso novo trabalho ilustra é que esta é uma parceria real – essas células realmente guiam umas às outras”, diz ela. “Sem essa parceria, o correto desenvolvimento da forma e atividade oportuna dos principais mecanismos biológicos não ocorreria adequadamente”.

Comparando seu “embrião” artificial com um embrião com desenvolvimento normal, a equipe pôde mostrar que seu desenvolvimento seguiu o mesmo padrão.

Embora este embrião artificial se assemelhe muito ao real, é improvável que ela se desenvolva ainda mais em um feto saudável, dizem os pesquisadores. Para fazer isso, provavelmente seria necessária a terceira forma de células-tronco, o que permitiria o desenvolvimento do saco vitelino, que fornece nutrição para o embrião e dentro do qual uma rede de vasos sanguíneos se desenvolve. Além disso, o sistema não foi otimizado para o correto desenvolvimento da placenta.

A professora Zernicka-Goetz desenvolveu recentemente uma técnica que permite que os blastocistos se desenvolvam in vitro além da fase de implantação, permitindo aos pesquisadores analisar pela primeira vez os principais estágios do desenvolvimento do embrião humano até 13 dias após a fertilização. Ela acredita que este último desenvolvimento poderia ajudá-los a superar uma das principais barreiras à investigação sobre embriões humanos: a escassez de embriões. Atualmente, os embriões são desenvolvidos a partir de óvulos doados através de clínicas de fertilização.

“Pensamos que será possível imitar muitos dos eventos de desenvolvimento que ocorrem antes de 14 dias usando células embrionárias humanas e embrionárias extra-embrionárias com uma abordagem semelhante à nossa técnica com células-tronco de camundongos”, diz ela. “Estamos muito otimistas que isso nos permitirá estudar os principais eventos desta fase crítica do desenvolvimento humano sem realmente ter que trabalhar em embriões. Saber como o desenvolvimento normalmente ocorre nos permitirá entender por que muitas vezes dá errado”.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Fonte: Craig Brierley, Communications Office, Universidade de Cambridge. Imagem: Sarah Harrison e Gaelle Recher, Zernicka-Goetz Lab, Universidade de Cambridge.

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