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Oct 25, 2023

Pesquisadores obtêm embriões de primatas para iniciar o desenvolvimento de órgãos em pratos de cultura

Lita Kacsoh - 1º de junho de 2023 15h15 UTC Cientistas estabelecem um novo recorde para

Lita Kacsoh - 1º de junho de 2023 15h15 UTC

Os cientistas estabeleceram um novo recorde para o crescimento de embriões de primatas fora do útero, conforme relatado na edição de maio da revista Cell. Pela primeira vez, embriões de macaco foram cultivados em laboratório por 25 dias após a fertilização, alcançando marcos de desenvolvimento nunca antes observados em cultura, incluindo o início do desenvolvimento de órgãos. A capacidade de rastrear esses processos no laboratório pode ser um passo importante para a compreensão de defeitos congênitos congênitos e desenvolvimento de órgãos em humanos.

Os estágios iniciais do desenvolvimento animal, muitas vezes referidos como embriogênese, abrangem a transição de um aglomerado aparentemente normal de células para um organismo complexo e compartimentalizado. Na conclusão da embriogênese, as células iniciaram a marcha em direção à especialização e os sistemas de órgãos começaram a se formar. Nos mamíferos, esse é um processo que costuma acontecer no conforto e na privacidade do útero, dificultando a observação, mesmo com o advento de imagens avançadas. E é difícil experimentar fatores que possam influenciar o desenvolvimento.

Tudo isso levou os biólogos do desenvolvimento a buscar maneiras de fazer esse processo ocorrer em uma placa de cultura, contornando essas limitações. Estudar a embriogênese humana é restrito devido a considerações éticas e legais. Embora as diretrizes específicas possam variar de país para país, o resultado é uma proibição quase global de embriões humanos mantidos em laboratório por mais de 14 dias – antes que o progenitor do sistema nervoso se forme. Esse detalhe é de particular relevância médica, pois irregularidades durante a formação do sistema nervoso podem resultar em uma série de condições que afetam a coluna, a medula espinhal e o cérebro, incluindo a espinha bífida.

A maior parte de nossa compreensão desse processo vem de estudos de embriões de camundongos e galinhas.

Mas até mesmo o rato é mais do que pular, pular e pular para longe dos humanos na árvore da vida; embora sejamos notavelmente semelhantes em alguns aspectos, existem diferenças notáveis ​​no tempo de desenvolvimento e na atividade dos genes, e até mesmo o arranjo físico do embrião é diferente.

Dois grupos independentes de pesquisadores, publicando artigos consecutivos, tentaram preencher essa lacuna desenvolvendo um sistema primata para estudar a embriogênese. Usando embriões fertilizados de uma espécie de macaco (Macaca fascicularis), ambos os grupos foram capazes de cultivar embriões de primatas até 25 dias após a fertilização. Isso supera o recorde anterior de 20 dias, permitindo que os pesquisadores testemunhem estágios mais avançados de desenvolvimento de órgãos.

Cada grupo desenvolveu uma técnica distinta, mas ambos conseguiram obter embriões que se assemelhavam mais aos seus homólogos in utero do que nunca. Uma das chaves para conseguir isso foi promover o crescimento tridimensional do embrião. Esforços anteriores dependiam de condições de cultura bidimensionais, que eram afetadas pelo supercrescimento de tecido e, finalmente, pelo colapso do embrião no dia 20. Para resolver isso, a equipe liderada por Hongmei Wang otimizou as condições de cultura em uma suspensão líquida, enquanto o grupo de Tao Tan usou suportes mecânicos . Ambas as abordagens pareciam facilitar o crescimento tridimensional adequado.

A sobrevivência dos embriões até o dia 25 variou de aproximadamente 20 a 40%, dependendo do estudo e da métrica específica usada. Isso pode não ser exatamente um sucesso eficiente e de alto rendimento, mas representa uma melhoria significativa em relação às técnicas anteriores. É importante ressaltar que os embriões que sobreviveram até 25 dias tinham muitas das características de um embrião in utero, como as três camadas de tecido embrionário responsáveis ​​pela formação do feto (o endoderma ou revestimento do intestino, o ectoderma que forma a pele e os nervos, e mesoderma, que é todo o resto). Os pesquisadores também documentaram evidências de mais organogênese e formação do tubo neural, que forma o cérebro e a medula espinhal.

Tudo isso contribui para um passo muito promissor em direção a um sistema tratável para estudar a embriogênese de primatas, mas as técnicas estão longe de serem perfeitas. Atualmente, os embriões não sobrevivem mais de 25 dias em nenhuma das condições. No entanto, ambos os grupos sugeriram que uma mistura otimizada de moléculas de crescimento e sinalização, combinada com suportes mecânicos mais avançados, pode imitar melhor as condições no útero e sustentar os embriões em estágios de desenvolvimento ainda mais avançados.