Foi publicado na Nature Medicine um estudo utilizando células-tronco pluripotentes para desenvolver, em laboratório, tecido do intestino com funções nervosas, e então usá-las para recriar e estudar um severo distúrbio nervoso no intestino, chamada doença de Hirschsprung.

Publicados na edição online da revista no mês de novembro, as descobertas relatam uma abordagem sem precedentes para confeccionar e estudar tecidos do intestino – o maior órgão imunitário do corpo humano, o processador de alimentos e a principal interface com o mundo exterior. Os autores do estudo, do Centro Médico-Hospitalar Infantil de Cincinnati, dizem que o artigo aproxima as ciências médicas de usar células-tronco pluripotentes (que podem se transformar em qualquer tipo de célula do corpo) para a medicina regenerativa e para o crescimento de intestinos específicos para transplante.

“Um dia essa tecnologia nos permitirá criar uma série de intestinos saudáveis para transplante de pacientes, mas a possibilidade de agora usar a tecnologia para testar e perguntar incontáveis novas perguntas ajudará a melhorar a saúde humana”, disse Michael Helmrath, diretor cirúrgico do Programa de Reabilitação Intestinal do Centro Infantil de Cincinnati.

Essa possibilidade começa com a modelagem e o estudo de distúrbios intestinais em tecidos humanos tri dimensionais e funcionais com células, geneticamente específicas, de pacientes. A tecnologia também permitirá que pesquisadores testem novos tratamentos em intestinos criados em laboratório, antes dos testes clínicos em pacientes.

“Muitos fármacos orais causam diarreia, cólica e prejudicam a movimentação intestinal. Um objetivo bastante imediato desse uso, que iria beneficiar um grande número de pessoas, é monitorar novas drogas quanto a toxicidade ‘fora do alvo’ do medicamento e, assim, prevenir efeitos colaterais no intestino”, pontuou o Ph.D. Jim Wells.

Conforme a ciência continua a aprender sobre como a saúde intestinal é importante para a saúde geral, Wells e Helmrath afirmam que usar intestinos humanos desenvolvidos em laboratório cria um leque de oportunidades para novas pesquisas. Algumas incluem a habilidade de conduzir estudos profundos sobre saúde nutricional, diabetes, graves doenças intestinais (como a enterocolite necrosante) e mudanças bioquímicas no corpo ocasionadas por cirurgia bariátrica.

Caminho natural dos nervos

Os pesquisadores começaram por submeter as células-tronco humanas pluripotentes a um banho químico que aciona a sua formação em tecido intestinal humano em uma placa de Petri. O processo era essencialmente o mesmo que foi usado no laboratório de Wells em um estudo de 2010, no qual foi relatado a primeira geração de organoides intestinais humanos em laboratório.

Nos tecidos intestinais do estudo inicial faltou um sistema nervoso entérico, o que é crítico para o movimento de resíduos através do trato digestivo e para a absorção de nutrientes. O trato intestinal contém o segundo maior número de nervos do corpo humano, de acordo com Wells. O não funcionamento adequado desses nervos dificulta a contração dos músculos intestinais. Isso contribui para dores abdominais, diarreia, constipação e, em casos graves, cria bloqueios no funcionamento, que requer um procedimento cirúrgico.

Para confeccionar um sistema nervoso para os organoides intestinais que já estão crescendo em uma placa de Petri, os pesquisadores criaram células nervosas em estágio embrionário – as células da crista neural – em uma outra placa. As células da crista neural foram manipuladas para se transformarem em células precursoras de nervos entéricos. O desafio nesse estágio foi identificar como e quando incorporar as células da crista no intestino em formação.

“Tentamos diferentes abordagens baseadas na hipótese de que ao colocar as células certas juntas no momento exato na placa de Petri, elas saberão o que fazer. Era uma possibilidade remota, mas funcionou”, disse Wells, que credita a bióloga de desenvolvimento infantil, a Ph.D. Samantha Brugmann, por fornecer insights críticos sobre o desenvolvimento embrionário do nervo.

A mistura apropriada fez com que as células precursoras do nervo entérico e os intestinos crescessem juntos de uma maneira semelhante ao desenvolvimento de intestino fetal. O resultado foi a primeira evidência para gerar organoides intestinais tri dimensionais complexos e funcionais em uma placa de Petri, e completamente derivadas de células-tronco pluripotentes humanas.

Teste In Vivo

O teste chave para intestinos e nervos construídos em laboratório foi transplantá-los para organismos vivos – neste caso, camundongos com sistemas imunológicos suprimidos. Isso permitiu aos pesquisadores ver o quão bem funcionaram e cresceram esses tecidos. Dados do estudo mostram o trabalho dos tecidos e são estruturados de uma forma notavelmente similar ao intestino humano natural. Eles crescem fortemente, processam nutrientes e apresentam peristaltismo – uma série de contrações musculares, como ondas, que movimentam o alimento pelo trato digestivo.

Os pesquisadores então usaram a tecnologia para estudar a progressão molecular de uma rara forma da doença de Hirschsprung – uma condição não qual o reto e o colo falham no desenvolvimento de seu sistema nervoso, levando à acumulação de resíduos. Um caso grave da doença é causado pela mutação no gene PHOX2B. Experimentos em laboratório e com camundongos mostraram que a mutação no PHOX2B causa profundas alterações prejudiciais aos tecidos intestinais inervados.

O atual estudo combina pesquisas básicas e insights clínicos das equipes científicas de Wells e Helmrath, incluindo os Ph.D. Maxime Mahe e Michael Workman.

Fonte: https://www.sciencedaily.com/releases/2016/11/161121130955.htm