Cientistas conseguem novo recorde: cultivam embriões de primata fora do útero por 25 dias

Em um novo estudo publicado na revista Cell, cientistas conseguiram um novo recorde ao cultivar embriões de macaco em laboratório por 25 dias após a fertilização. Esse é o maior tempo registrado e conseguiu alcançar marcos importantes no desenvolvimento embrionário que nunca foram observados antes, como o início do desenvolvimento de órgãos. Esse avanço pode ser um passo importante para entender defeitos congênitos e o desenvolvimento de órgãos em humanos.

Compreendendo o desenvolvimento

Os estágios iniciais do desenvolvimento animal, conhecidos como embriogênese, abrangem a transição de um grupo de células aparentemente comuns para um organismo complexo e compartimentado. Nos mamíferos, isso geralmente acontece no útero, tornando difícil a observação, mesmo com o avanço da tecnologia de imagem. E é difícil experimentar com fatores que possam influenciar o desenvolvimento.

Tudo isso levou os biólogos do desenvolvimento a procurar maneiras de obter esse processo em uma placa de cultura, contornando essas limitações. O estudo da 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 do progenitor do sistema nervoso se formar. Isso é de particular relevância médica, pois irregularidades durante a formação do sistema nervoso podem resultar em uma variedade de condições que afetam a coluna vertebral, a medula espinhal e o cérebro, incluindo a espinha bífida.

A maioria de nosso entendimento desse processo vem de estudos de embriões de camundongos e frangos.

Entretanto, o camundongo está mais distante dos humanos na árvore da vida; enquanto somos notavelmente semelhantes em alguns aspectos, há diferenças notáveis no tempo de desenvolvimento e atividade genética, e até mesmo na disposição física do embrião.

Mais cinco dias

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

Cada grupo desenvolveu uma técnica distinta, mas ambos conseguiram obter embriões que se assemelhavam mais a seus equivalentes no útero do que nunca. Uma das chaves para alcançar isso foi promover o crescimento tridimensional do embrião. Esforços anteriores haviam se baseado em condições de cultura bidimensionais, que eram atormentadas pelo crescimento excessivo de tecido e, em última análise, pelo colapso do embrião até o 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 parecem facilitar o crescimento tridimensional adequado.

A sobrevivência dos embriões no dia 25 variou de aproximadamente 20 a 40%, dependendo do estudo e da métrica particular utilizada. Isso pode não ser exatamente um sucesso eficiente e de alto rendimento, mas é uma melhoria significativa em relação às técnicas anteriores. É importante destacar que os embriões que sobreviveram aos 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 intestinal, o ectoderma que forma a pele e os nervos e o mesoderma, que é tudo o mais). Os pesquisadores também documentaram evidências de maior organogênese e formação do tubo neural, que se torna o cérebro e a medula espinhal.

Este é um passo muito promissor em direção a um sistema controlável para estudar a embriogênese de primatas, mas as técnicas ainda não são perfeitas. Atualmente, os embriões não sobrevivem após 25 dias em nenhum dos dois conjuntos de condições. No entanto, ambos os grupos sugeriram que uma mistura otimizada de moléculas de crescimento e sinalização, combinada com suportes mecânicos mais avançados, pode melhor imitar as condições no útero e sustentar os embriões até estágios ainda mais avançados do desenvolvimento.