Órgão artificial inovador que forma seus próprios vasos sanguíneos

De acordo com a Nature, pesquisadores desenvolveram os modelos de órgãos em miniatura mais avançados já desenvolvidos, capazes de autogerar vasos sanguíneos nutritivos.

Essas estruturas, que simulam o coração, o fígado, os pulmões e os intestinos, contêm uma variedade de tipos de células e uma organização complexa nunca vista em modelos anteriores.

Organoides – minúsculas estruturas celulares tridimensionais – são usados ​​há muito tempo para estudar doenças e testar medicamentos. No entanto, a maioria dos organoides não possui vasos sanguíneos, o que limita seu tamanho, função e maturidade. Por exemplo, os rins precisam de vasos sanguíneos para filtrar o sangue, e os pulmões, para a troca gasosa.

No mês passado, duas equipes independentes relataram nas revistas Science e Cell como criaram organoides vascularizados desde o início. Começaram com células-tronco pluripotentes e, em seguida, manipularam sua diferenciação para criar tecidos de órgãos e células de vasos sanguíneos simultaneamente.

“Esses modelos realmente mostram o poder da nova abordagem”, disse Oscar Abilez, especialista em células-tronco da Universidade de Stanford e coautor do estudo sobre coração e fígado.

Inicialmente, as equipes de pesquisa frequentemente misturavam tecido vascular e outros tecidos separadamente em um “assembloide” (um modelo de tubo de ensaio que combina muitos organoides ou outras células), mas essa abordagem ainda não reproduzia completamente a estrutura real.

O avanço veio de uma descoberta fortuita. Durante o cultivo de células epiteliais, vários grupos de pesquisa, incluindo a Universidade de Michigan, descobriram que organoides geram espontaneamente mais células endoteliais vasculares. Em vez de eliminá-las, eles buscaram "replicar" esse fenômeno em organoides intestinais.

Com essa pista em mente, Yifei Miao e colegas do Instituto de Zoologia da Academia Chinesa de Ciências tentaram controlar o codesenvolvimento de células epiteliais e células dos vasos sanguíneos na mesma placa de cultura. Isso foi inicialmente difícil, pois os dois tipos de células precisavam de sinais moleculares opostos para crescer. No entanto, a equipe encontrou uma maneira de ajustar o momento da adição de moléculas estimulantes, permitindo que ambas crescessem juntas.

Como resultado, os organoides pulmonares, quando implantados em camundongos, diferenciaram-se em diversos tipos de células, incluindo células específicas dos alvéolos – o local das trocas gasosas. Quando cultivados em uma estrutura tridimensional, eles se auto-organizaram em estruturas semelhantes a alvéolos. Josef Penninger, especialista do Centro Helmholtz de Pesquisa de Infecções (Alemanha), avaliou isso como um avanço interessante.

Da mesma forma, Abilez criou organoides cardíacos que continham células musculares, vasos sanguíneos e nervos. Os vasos sanguíneos formavam pequenas ramificações que serpenteavam pelo tecido. Essa abordagem também criou fígados em miniatura com muitos vasos sanguíneos minúsculos.

No entanto, os organoides atuais ainda replicam apenas os estágios iniciais do desenvolvimento embrionário. Penninger afirma que, para que os organoides funcionem como órgãos reais, os cientistas precisarão desenvolver vasos sanguíneos maiores, tecidos de suporte e vasos linfáticos. O próximo desafio é "abrir as válvulas" para que os vasos sanguíneos conduzam o fluxo real. "Esta é uma área incrivelmente promissora", afirma.

Fonte: https://baoquocte.vn/dot-pha-noi-tang-nhan-tao-tu-hinh-thanh-mach-mau-320722.html