March 23, 2023 - Os cientistas estão fazendo engenharia
reversa da pele ou das células sanguíneas dos próprios pacientes
para se comportarem de maneira semelhante às células embrionárias
e usando-as em testes para tratar doenças incuráveis
Poderia
uma injeção de células cerebrais cultivadas em laboratório,
criadas a partir das próprias células de uma pessoa, reverter os
sintomas da doença de Parkinson? Essa é uma ideia que a Aspen
Neuroscience Inc., uma startup com sede em San Diego, planeja testar
em humanos ainda este ano.
Em pacientes com Parkinson, os
neurônios morrem e perdem a capacidade de produzir a dopamina
química, levando a movimentos erráticos e incontroláveis. A Aspen
Neuroscience testará se as células recém-injetadas podem se
transformar em produtoras de dopamina, interrompendo os sintomas
debilitantes dessa doença incurável, diz Damien McDevitt, diretor
executivo da empresa. Os testes em animais mostraram-se promissores,
diz a empresa.
A Aspen Neuroscience é
um dos vários grupos que planejam testes humanos de tratamentos com
células-tronco criadas pela engenharia reversa das próprias células
de um paciente de volta a um estado de células-tronco. Essas
“células-tronco pluripotentes induzidas”, ou células iPS, se
comportam de maneira semelhante às células embrionárias, pois
podem se transformar em qualquer tipo de célula.
Os
pesquisadores esperam poder cultivar as próprias células iPS de um
paciente em uma variedade de células saudáveis para tratar doenças
que agora não têm cura. Entre eles, uma equipe do National
Institutes of Health está liderando um estudo iniciado em 2019 para
tratar a degeneração macular, uma das principais causas de perda de
visão, usando tecido ocular cultivado a partir de amostras de sangue
de um paciente. Um estudo na Mayo Clinic no final deste ano
implantará cirurgicamente tecido cardíaco cultivado a partir de
células da pele de um paciente, em um esforço para tratar doenças
cardíacas congênitas.
Esses primeiros ensaios clínicos
serão testes de “prova de princípio” de uma ideia que os
biólogos de células-tronco perseguiram por muito tempo, diz Rudolf
Jaenisch, biólogo de células-tronco do Instituto Whitehead e do
Instituto de Tecnologia de Massachusetts, que fez um trabalho
pioneiro em genética em anos 1980 e 90. O Dr. Jaenisch diz que o uso
de células iPS produzidas por pacientes ainda não é prático como
tratamento devido ao tempo e aos custos envolvidos, mas a safra
inicial de testes é valiosa. “Temos que descobrir: isso
funciona?”
Transformando células antigas em novas
novamente
Os pesquisadores descobriram uma maneira de reverter o
relógio das células adultas, permitindo que elas se comportem de
maneira semelhante às células-tronco de embriões. Essas
'células-tronco pluripotentes induzidas', ou células iPS, são
feitas da pele ou do sangue de um paciente. (Ver animação de 1 a 4 na fonte...) Fonte: Aspen Neuroscience; Kapil Bharti, Institutos Nacionais de Saúde; Kevin Hand / THE WALL STREET JORNAL
1 As células são
coletadas Pele adulta ou células sanguíneas são usadas para criar
células iPS. No método da Aspen Neuroscience, o tecido é retirado
da pele. A pele ou células sanguíneas são cultivadas em placas de
Petri.
2 Iniciando a mudança Proteínas chamadas fatores
Yamanaka são adicionadas, diretamente ou usando vírus inofensivos
que carregam genes para criar as proteínas.
3
Transformando-se em células-tronco Os fatores Yamanaka levam as
células a um estado semelhante ao embrionário. Eles crescem em
colônias de células-tronco.
4 Fazendo células
especializadas As células-tronco são encharcadas com reagentes para
imitar o ambiente de células específicas em um feto. Eles se tornam
tecidos especializados, como células cerebrais no processo da Aspen
Neuroscience.
Esta nova abordagem, ao
contrário de ensaios semelhantes usando células-tronco de embriões,
começa com sangue ou células da pele retiradas de um paciente que
são transformadas em células-tronco por meio de processos de
laboratório. Eles são então cultivados em tipos de células
especializadas, como tecido ocular, células cardíacas ou neurônios.
Embora seja caro e demorado cultivar tecido reparador dessa maneira,
os cientistas esperam que isso reduza a chance de o tecido ser
rejeitado pelo sistema imunológico do corpo, pois se origina do
paciente.
Os pesquisadores reconhecem que há riscos na
implantação de tecidos derivados de células-tronco. Tipos de
células indesejáveis ou células formadoras de tumor podem crescer
no lugar do tecido alvo. Além disso, resta uma pequena chance de que
o corpo do paciente rejeite o tecido implantado.
Durante anos,
a pesquisa com células-tronco usou embriões criados por
fertilização in vitro em clínicas de fertilidade e doados por
casais para pesquisa ou tecido fetal obtido de abortos. No entanto, o
material de origem dessas células é limitado e há restrições
legais ao financiamento do governo dos EUA.
O campo da medicina
regenerativa teve um impulso em 2006, quando o biólogo de
células-tronco Shinya Yamanaka, que trabalhava na Universidade de
Kyoto no Japão, identificou um punhado de genes que pareciam
reverter o relógio em células de camundongos adultos,
transformando-as em seu estado embrionário.
Agora, os avanços
na ciência das células-tronco permitiram aos pesquisadores
transformar células adultas com precisão e confiabilidade. Eles
encontraram a combinação certa de fatores de crescimento, proteínas
e moléculas para entregar às células, imitando o ambiente em que
se desenvolvem em um feto. E eles refinaram protocolos - sequenciando
genomas celulares ou analisando quais proteínas as células estão
produzindo - para determinar se o tecido cultivado em laboratório é
do tipo certo e sem erros.
Jeanne Loring, bióloga
de células-tronco do Scripps Research Institute em La Jolla,
Califórnia, é co-fundadora da Aspen Neuroscience. FOTO: SCRIPPS
RESEARCH
“Tínhamos todas as
peças de que precisávamos”, diz Jeanne Loring, bióloga de
células-tronco do Scripps Research Institute em La Jolla,
Califórnia, e cofundadora da Aspen Neuroscience. “Era realmente
uma questão de fazer isso de novo e de novo e de novo.”
Ainda
assim, o progresso tem sido lento. Os grupos que trabalham com
células iPS derivadas de pacientes (também conhecidas como células
autólogas) dizem que leva meses para criar e testar o tecido para
tratar um único paciente usando seus métodos. “Quando as células
iPS foram relatadas pela primeira vez, pensei: 'Isso estará na
clínica dentro de 10 anos'”, diz Paul Knoepfler, biólogo de
células-tronco da Universidade da Califórnia, em Davis. “Mas,
obviamente, é um processo muito mais longo.”
O Dr.
Yamanaka, que ganhou o Prêmio Nobel em 2012 pela criação de
células iPS e agora também trabalha nos Institutos Gladstone em San
Francisco, diz que o cultivo de tecido personalizado para cada
paciente usando suas próprias células seria uma aplicação ideal
da tecnologia. Mas o custo e o tempo envolvidos o levaram a adotar
uma abordagem um pouco diferente.
O biólogo de
células-tronco Shinya Yamanaka, aqui em 2019, ganhou o Prêmio Nobel
em 2012 pela criação de células iPS. FOTO: YOSHIO
TSUNODA/AFLO/ZUMA PRESS
Um dos primeiros testes
de células iPS autólogas envolveu uma mulher idosa no Japão com
degeneração macular relacionada à idade. Ela recebeu um
transplante de células da retina cultivadas de suas próprias
células da pele em 2014. Um ano depois, sua acuidade visual não
melhorou ou piorou e não houve efeitos colaterais graves, de acordo
com um relatório publicado no New England Journal of Medicine.
O
Dr. Yamanaka, que fazia parte da equipe, diz que optou por usar
células de doadores em um estudo de acompanhamento mais amplo com
pacientes com esse distúrbio ocular. A Fundação CiRA no Japão,
onde ele é diretor, criou um banco de células iPS geradas de
doadores, disponibilizando-as para pesquisas e ensaios clínicos.
Isso reduz o tempo necessário para obter o tecido, mas os pacientes
que recebem essas células geralmente precisam de medicação para
evitar a rejeição.
Os custos dos tratamentos com células
iPS são altos. As estimativas variam de cerca de US$ 100.000 a cerca
de US$ 1 milhão por paciente. Os pesquisadores dizem que os custos
cairiam se os tratamentos fossem bem-sucedidos e amplamente
utilizados.
Na Mayo Clinic este ano, Tim Nelson, professor
associado de medicina e farmacologia experimental molecular, iniciará
um teste com sua equipe que envolve a injeção cirúrgica de tecido
cardíaco cultivado em laboratório - proveniente das células da
pele dos pacientes - em pessoas com doença cardíaca congênita. É
um teste para medir se o novo tecido fortalecerá o músculo fraco
para uma condição que normalmente requer um transplante de coração,
diz o Dr. Nelson, que também é cofundador de uma pesquisa sem fins
lucrativos chamada HeartWorks.
“Estamos nesta fase na
próxima década para realmente ver este campo, esta tecnologia,
florescer em realidades práticas”, diz o Dr. Nelson.
No ano
passado, um grupo do National Institutes of Health implantou
cirurgicamente tecido retiniano artificial em um paciente com
degeneração macular avançada “seca” relacionada à idade. As
células da retina falham em pessoas com esta doença, levando a
visão turva e perda de visão.
O tecido da retina cultivado
pela equipe do NIH começa com uma coleta de sangue, disse Kapil
Bharti, biólogo de células-tronco do National Eye Institute do NIH,
em Bethesda, Maryland, que está liderando a pesquisa.
Dr.
Bharti diz que sua equipe desenvolveu uma maneira confiável de
cultivar células da retina a partir de células-tronco adicionando
uma combinação precisa de reagentes em uma sequência específica.
A equipe espera inscrever mais pacientes este ano para testar a
segurança do procedimento em 12 pessoas. Da coleta de sangue à
cirurgia, o processo leva cerca de seis meses, diz o Dr. Bharti.
O tecido da retina
fabricado a partir de células-tronco é cultivado em um andaime
(visto à esquerda). As estruturas semelhantes a pêlos nas células
da retina, visíveis através de um microscópio eletrônico de
varredura, indicam que elas estão totalmente desenvolvidas e
funcionais. FOTO: BHARTI LAB/NATIONAL EYE INSTITUTE/NIH
Um desafio foi que as
receitas anteriores para direcionar o crescimento de células-tronco
em tecidos eram imperfeitas, disse o Dr. Bharti. Linhagens de células
foram desonestas para cultivar tipos de células indesejados ou
desenvolveram tumores. A equipe do NIH diz que refinou essas etapas
em sua engenharia de tecido retiniano. “Nossa taxa de sucesso para
este protocolo é superior a 95%”, diz o Dr. Bharti.
Ele diz
que não comentará os resultados em pacientes até que mais alguns
tenham feito o procedimento.
As células cerebrais feitas sob
encomenda da Aspen Neuroscience começam como células da pele. Um
pedaço de pele do tamanho de uma borracha de lápis é retirado do
ombro de um paciente, dissolvido em uma solução e depois cultivado
em pratos, diz Andres Bratt-Leal, vice-presidente sênior de pesquisa
e desenvolvimento e cofundador da empresa. Tratados diariamente com
um coquetel de reagentes, eles se transformam em células-tronco.
Colônias cuidadosamente escolhidas de células-tronco puras são
então dosadas com outra rodada de reagentes que orientam seu
crescimento em células que são precursoras de neurônios.
A
empresa, que está armazenando células cerebrais congeladas que
criou, diz que seu avanço é projetar etapas de sequenciamento de
DNA e RNA para verificar células em um prato para mutações
genéticas que podem levar a tumores, evitando um método mais
demorado de injeção o tecido crescido a partir de células iPS em
roedores.
A Aspen Neuroscience cultivou e congelou células de
10 pessoas com Parkinson, diz o Dr. McDevitt. Aguardando a aprovação
da Food and Drug Administration, a empresa pretende iniciar os testes
com alguns desses participantes este ano, com resultados esperados em
cerca de três anos. Original em inglês, tradução Google, revisão
Hugo. Fonte: The Wall Street Journal.
