O corpo fabricado já é uma realidade

A criação de estruturas como fígado, traqueia, rins e vasos sanguíneos artificiais surge como alternativa para substituir partes danificadas do organismo por outras, novas e sadias

Cilene Pereira e Rachel Costa

 

Uma das maiores ambições da medicina sempre foi conseguir trocar órgãos danificados por outros, novinhos, deixando o organismo permanentemente como uma espécie de carro zero-quilômetro. Pode parecer audacioso, mas grupos de cientistas envolvidos na concretização desse sonho estão demonstrando que isso é possível. Na segunda-feira 18, um desses times anunciou mais um passo importante nessa direção. Pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology, o prestigiado MIT, dos Estados Unidos, informaram ao mundo a criação de um fígado humano artificial, fabricado completamente em laboratório. Os detalhes da façanha estão descritos na edição online do Proceedings of the National Academy of Sciences, uma das mais respeitadas publicações científicas mundiais.

O órgão foi produzido a partir de uma mistura de hepatócitos humanos (células que compõem o fígado) com fibroblastos (células de suporte) extraídas de ratos. Os exemplares foram implantados em cobaias usadas em testes de medicamentos. Normalmente, antes de um remédio ser aprovado, ele passa por várias etapas para a análise de sua segurança e eficácia. As primeiras são realizadas em animais – comumente, em ratos. Mas, por mais semelhantes que sejam as respostas das cobaias e dos humanos às medicações, elas não são exatamente as mesmas. Por isso a ideia dos pesquisadores americanos de produzir um fígado humano e implantá-lo nos camundongos. Dessa maneira, as reações observadas serão ainda mais próximas das que serão manifestadas por um ser humano.

PEÇAS
Atala, de um instituto americano de pesquisa, chefiou equipe que criou uretras 

Esse foi o objetivo mais imediato do trabalho. E foi alcançado. Nos testes, os cientistas verificaram que o fígado artificial integrou-se ao organismo das cobaias cerca de uma semana após ser implantado. E foi capaz de se comportar como se fosse o fígado de um homem. Os pesquisadores, porém, estão sonhando mais alto. “Acreditamos que este trabalho seja um passo para, no futuro, criarmos um fígado artificial que possa ser usado em pessoas doentes”, disse a cientista Alice Chen, uma das responsáveis pelo estudo. “Tivemos e continuaremos a ter esta meta”, completou.

A apresentação da experiência americana ocorreu apenas dez dias depois da divulgação de outro feito de igual impacto. Na sexta-feira 8, pesquisadores do Karolinska University Hospital, na Suécia, anunciaram a realização de um implante de uma traqueia totalmente fabricada em laboratório. O beneficiado foi um homem de 36 anos, pai de dois filhos. Ele sofria de um câncer na traqueia e não respondia mais aos tratamentos. “Estava condenado à morte”, disse o médico Paolo Macchiarini, coor­denador do procedimento. A traqueia doente foi extirpada, e a nova, sadia, colocada em seu lugar. O rapaz não tem mais a doença e o que se espera, a partir de agora, é que ele tenha uma vida absolutamente normal. “Esta é uma demonstração de que o que até poucos anos atrás era considerado um sonho está se tornando realidade, transformando a vida dos pacientes”, disse o médico Alan Russel, diretor do McGowan Institute, em Pittsburgh, nos Estados Unidos, a respeito da experiência sueca.

A avaliação do cientista americano é mesmo precisa e – melhor – passa longe de promessas irresponsáveis que vendem soluções muito, muito distantes de se tornarem acessíveis. É verdade que ainda há muito o que caminhar, como ressaltou Alice Chen, do MIT, mas o fato é que a medicina regenerativa, como é chamado esse campo, vem colecionando conquistas em ritmo surpreendente. Um dos melhores exemplos é o trabalho realizado pelo Instituto de Medicina Regenerativa da Universidade Wake Forest, na Carolina do Norte, nos Estados Unidos. Trata-se de uma instituição de referência na área. Foi lá que, pela primeira vez, em 1998, pacientes receberam estruturas corporais completamente criadas em laboratório. À época, foram reconstruídas as bexigas de nove crianças. O processo revolucionário consistia em retirar uma pequena amostra de tecido desses pacientes – menor que metade de um selo postal –, separar as células, multiplicá-las e, uma vez tendo material suficiente, usá-lo para rechear e cobrir um suporte em formato de bexiga. Esse molde era então levado para um biorreator, onde passava por um período de encubação para o crescimento celular, promovido em condições ideais de temperatura e oxigenação. Feito isso, estava pronto para ser usado nos pacientes.

PLANOS
Tedesco, da USP, planeja misturar células da pele com
células-tronco para melhorar o índice de sucesso dos implantes

O método mostrou-se eficaz para a produção de várias estruturas e, desde então, a equipe da universidade vem testando-o em diferentes situações. O sucesso mais recente foi a comprovação da sua eficácia para a reconstrução da uretra (canal que liga a bexiga ao exterior do corpo) de cinco meninos. Publicado em março deste ano, um estudo sobre o método atesta que as operações, realizadas entre 2004 e 2007, foram bem-sucedidas. Durante o período de acompanhamento, constatou-se que o canal reconstruído manteve o diâmetro e a capacidade urinária desejados. “Isso comprova que as uretras criadas em laboratório são um bom substituto ao tratamento atual”, diz Anthony Atala, líder da pesquisa e diretor do instituto. “Nos enxertos sem essa tecnologia há problemas em mais de 50% dos casos: ocorre o estreitamento do vaso, o que causa infecções, dificuldade para urinar, dor e sangramento.”

Além da bexiga e da uretra, outros 30 tecidos e órgãos construídos em laboratório estão em estudo nos laboratórios da Wake Forest. Entre eles, uma das boas promessas vem de uma pesquisa em estágio avançado que promete solucionar problemas de disfunção erétil. A técnica, já testada em animais, consiste em reconstruir o tecido erétil do pênis – essa estrutura, conhecida como corpo cavernoso, torna-se rija ao receber um volume maior de sangue. Por isso, o grande desafio é garantir a boa vascularização do tecido reconstruído. Em camundongos, o procedimento deu certo. Durante os testes, os animais foram capazes de engravidar fêmeas.

Obter o molde adequado é parte fundamental para a engenharia de órgãos. Além da opção de se recorrer ao biomaterial inteligente – construído de polímeros e reabsorvido pelo corpo após um tempo –, outra solução é usar como suporte o órgão “descelularizado” de um doador. Esse processo consiste em “limpar” o conteúdo celular da estrutura, deixando apenas uma espécie de esqueleto que será implantado no paciente. O corpo, ao receber essa estrutura vazia – mas capaz de atrair para ela as células específicas –, repovoa naturalmente o “molde”.

FEITO
A cientista americana Alice Chen fez, em laboratório, um fígado humano

Por meio dessa metodologia, uma equipe de cientistas brasileiros da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUC-PR) já substituiu válvulas cardíacas de mais de 300 pacientes. “Como o próprio corpo preenche a estrutura descelularizada, não há risco de rejeição do novo órgão”, explica o cirurgião cardíaco Francisco Diniz Affonso da Costa, coordenador do Núcleo de Enxertos Cardiovasculares da PUC-PR. A técnica tem sido usada principalmente em crianças e adolescentes que necessitam de novas válvulas cardíacas. A vantagem sobre o processo normalmente usado é que as estruturas descelularizadas são capazes de se desenvolver junto com o restante do organismo – o que é fundamental em pacientes em fase de crescimento. “Em crianças, era necessário substituir a válvula de dois a cinco anos depois de implantá-la. Nos pacientes que estamos acompanhando, não tem surgido essa necessidade”, avalia Costa.

A evolução na compreensão do papel das células-tronco nos últimos dez anos também tem garantido o avanço da medicina regenerativa. Embora em boa parte das experiências as estruturas sejam provenientes de células específicas do órgão a ser reconstituído (por exemplo, para refazer a bexiga, usam-se células retiradas da própria bexiga do paciente), há algumas situações em que isso não é possível. Nesses casos, pode-se recorrer às células-tronco – estruturas capazes de dar origem a diversos tecidos do organismo. A traqueia que salvou a vida do rapaz na Suécia, por exemplo, foi produzida a partir de células-tronco extraídas da medula óssea do paciente.

Outra iniciativa que recorre a essas estruturas será desenvolvida no Brasil, por um grupo do Centro de Nanotecnologia e Engenharia de Tecidos da Universidade de São Paulo, campus de Ribeirão Preto, interior de São Paulo. Os cientistas preparam os primeiros testes de um modelo misto para o desenvolvimento de pele humana. A ideia é acrescentar às células epiteliais uma parte de células-tronco. “Esperamos, com isso, melhorar a integração desse tecido ao sistema biológico do paciente transplantado”, esclarece Antônio Claudio Tedesco, coordenador do laboratório.

CORAÇÃO
O médico Costa implanta novas válvulas cardíacas

A lista de progressos rumo à criação de uma espécie de corpo artificial é grande, mas ainda há obstáculos a serem superados. Neste momento, pode-se dizer que a confecção de órgãos menos complexos, como a bexiga, está dominada. “Mas um dos maiores desafios é fabricar estruturas sólidas, como o rim, o coração e o pâncreas”, disse  Karen Richardson, porta-voz do Instituto de Medicina Regenerativa da Universidade Wake Forest. “Esses órgãos possuem alta densidade celular e é preciso boa vascularização para manter o suprimento de oxigênio necessário ao seu funcionamento.”

Nesse aspecto, porém, há experiências vitoriosas. Os resultados da última, aliás, foram apresentados há um mês, durante um encontro da Associação Americana do Coração. Pesquisadores da empresa Cytograft Tissue Engineering, dos Estados Unidos, informaram o sucesso de um implante de vasos sanguíneos criados com células de pele doadas. Eles foram colocados em três doentes renais para facilitar a entrada de cateteres durante a diálise. Oito meses depois da implantação, nenhum apresentara sinais de rejeição ou de qualquer outro problema. “Vamos agora iniciar um estudo clínico para verificar a eficácia em pacientes que tiveram pernas amputadas e sofrem com problemas de vascularização”, disse  Todd McAllister, chefe-executivo da empresa.

MOLDE
O aparelho é abastecido com células e já fabricou rins artificiais 

Órgãos mais complexos apresentam ainda maior variedade de tipos de célula em sua composição. Isso cria uma nova demanda. “É necessário fazê-las interagir adequadamente, o que ainda exige muito trabalho”, falou  Don Gibbons, porta-voz do Instituto de Medicina Regenerativa da Califórnia, nos Estados Unidos, outro centro especializado. Por isso, comemoram-se as conquistas por etapas. Um avanço positivo registrado recentemente, por exemplo, foi dado por um trabalho da Universidade de Washington, nos Estados Unidos, em relação ao coração. Usando células-tronco humanas, os cientistas criaram um pedaço de músculo cardíaco que se mostrou capaz de bater em um ritmo equivalente a 120 batimentos por minuto – mais acelerado do que o do coração de um adulto em repouso, cuja média é de 70 batimentos por minuto.

Aprimorar e ampliar as possibilidades de criar órgãos representam um reforço importante contra um problema atual: com o aumento da expectativa de vida, a tendência é de que cada vez mais pessoas precisem de órgãos substitutos – o envelhecimento contribui para a falência das capacidades do organismo. O que se espera é que, num futuro não tão distante, mais e mais implantes – a exemplo dos feitos com traqueia, bexiga, uretra e vasos sanguíneos artificiais – garantam maiores esperanças de vida.

Revista ISTO É