Durante séculos, a medicina precisou testar em cobaias (animais e humanas) desde cosméticos até medicamentos. Enquanto o primeiro segmento hoje conta com pele artificial, o segundo avançou mais um passo para dispensar o uso de animais em testes clínicos: são cada vez mais comuns os bancos de organoides, mini-órgãos que reproduzem os originais em placas de Petri.
Células-tronco e precursoras permitem desenvolvimentos espantosos até mesmo para profissionais como a bióloga Madeline Lancaster, que lidera o grupo que estuda doenças cerebrais no Laboratório de Biologia Molecular do Conselho de Pesquisa Médica em Cambridge, no Reino Unido. Em 2011, trabalhando com células-tronco embrionárias humanas, ela acidentalmente criou um minicérebro.
Organoides conseguem reproduzir, até certo ponto, as estruturas dos órgãos originaisFonte: MRC Laborartory of Molecular Biology/Madeline Lancaster
Olhando as células de aspecto leitoso que se recusavam a grudar no fundo da placa de Petri, ela percebeu, em uma, um pequeno ponto escuro: era uma retina em desenvolvimento — os olhos se originam de uma diferenciação de uma parte do cérebro. Boiando na cultura, estava um cérebro embrionário.
Células se organizam sozinhas
"Não é preciso nenhuma bioengenharia supersofisticada. Nós apenas deixamos as células fazerem o que elas querem fazer, e elas formam um cérebro", explicou em entrevista à revista Nature o biólogo molecular especialista em células-tronco, Jürgen Knoblich, então supervisor de Lancaster.
Ainda em 2011, a equipe do neurocientista Alysson Muotri, da Universidade da Califórnia, conseguiu captar padrões elétricos, registrados em eletroencefalogramas (EEG), na superfície de minicérebros.
Abaixo, pesquisadores da Universidade Yale registraram dois organoides de diferentes áreas do cérebro se fundindo em uma mesma rede de neurônios, reproduzindo a organização do cérebro fetal humano.
O corpo humano em laboratório
Organoides cerebrais deram fama à técnica, mas, depois de quase 1 década, pesquisadores estão criando estruturas que se assemelham a olhos, intestinos, fígados, rins, pâncreas, próstatas, pulmões, estômagos e mamas. Não apenas é estudado seu funcionamento como também são testados novos medicamentos, a ação de agentes patogênicos e a reconstituição e a regeneração de órgãos originais.
Foi o trabalho em culturas de células de mama da bióloga celular e molecular Mina Bissel, do Laboratório Nacional de Lawrence Berkeley, que espalhou a outros ambientes de pesquisa o conceito de culturas 3D — células crescem de maneira diferente nesse ambiente, em comparação com culturas convencionais planas (que grudam no fundo das placas de Petri).
Reprodução em detalhes
O Matrigel (nome comercial de uma mistura de proteínas gelatinosas obtida de células tumorais de camundongo e comumente usada como matriz para cultivo de células-tronco) foi o meio escolhido em 2008 pelo imunologista e biólogo molecular Hans Clevers, do Hubrecht Institute, para desenvolver células-tronco intestinais de camundongo.
Ao cortar as células que haviam se reproduzido por meses, ele observou estruturas que se assemelhavam às encontradas no intestino, em detalhes. "Para nossa total surpresa, pareciam intestinos de verdade", disse Clevers. Sua equipe havia criando um mini-intestino em laboratório. Desde então, o gel é usado para cultivar organoides, popularizando a reprodução de estruturas em 3D.
Um organoide intestinal, no qual pode-se notar as vilosidades que absorvem nutrientes no órgão original.Fonte: Flickr/Myles Hurlburt
A técnica precisa ser refinada e aperfeiçoada, pois quase nenhum organoide avança além das primeiras etapas de desenvolvimento, permanecendo em estágio embrionário. Os pesquisadores agora trabalham para que eles se tornem cada vez mais complexos, tendo como resultado um órgão igual ao original.
(Não, minicérebros não são capazes de pensar ou desenvolver qualquer tipo de raciocínio.)
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Fontes
