Os órgãos do nosso corpo são estruturas complexas em 3D compostas por uma variedade de tipos de tecidos, todos interagindo para cumprir uma função específica em nos manter vivos.
Para compreender como se desenvolvem, funcionam e, por vezes, falham, os cientistas são frequentemente forçados a estudá-los num estado preservado, muito depois de terem parado de crescer.
Tudo isso está mudando, com avanços num novo tipo de modelo biológico; o organoide.
O que são organoides?
Organoides são cópias 3D pequenas e simplificadas de órgãos criados fora de um corpo vivo, geralmente cultivados através do tratamento de combinações de tecidos ou células-tronco com nutrientes e sinais químicos (fatores de crescimento) que os incentivam a se diferenciar e a se auto-organizar.
Normalmente variando em tamanho desde a largura de um fio de cabelo até alguns milímetros (uma fração de polegada) de diâmetro, essas réplicas ficam muito aquém de realizar toda a gama de funções do órgão original; mas dependendo de como são projetados, eles podem se decompor e produzir materiais semelhantes e até crescer em estágios que imitam o que fazem dentro de um corpo real.
Como funcionam os organoides?
Os organoides tendem a ser desenvolvidos com o propósito de estudar características específicas do órgão-alvo que não podem ser vistas tão facilmente em um modelo animal, dando aos pesquisadores maior controle sobre os tecidos funcionais isoladamente de um corpo vivo e permitindo-lhes observar de perto mudanças específicas e sequências de desenvolvimento.
Embora os pesquisadores tenham incentivado o crescimento de arranjos complexos de tecidos em equipamentos de laboratório fora do corpo em culturas pelo menos desde o início do século 20, os avanços na pesquisa com células-tronco permitiram que os pesquisadores criassem condições no laboratório que imitassem mais de perto aquelas dentro de um ambiente em mudança;
Em 2006, os cientistas criaram com sucesso uma versão de um fígado minúsculo e vascularizado in vitro que continuou a funcionar por cerca de dois meses. Uma grande variedade desses organoides derivados de células-tronco logo surgiu, fornecendo informações sobre o desenvolvimento e as funções de partes dos intestinos, rins, coração, olhos e até mesmo cérebros.
Poderíamos cultivar órgãos inteiros dessa maneira?
Os organoides são atualmente usados como uma ferramenta para investigar o desenvolvimento de doenças como câncer ou condições neurológicas, ou influências de vários fatores de crescimento, impactos de outros produtos químicos (tanto tóxicos quanto terapêuticos).
À medida que a complexidade dos órgãos aumenta e as influências sutis da química e da proximidade física com outros tecidos e órgãos aumentam, a capacidade de imitar o desenvolvimento do órgão torna-se cada vez mais difícil. Sem a integração de um sistema imunológico e a disseminação adequada dos vasos sanguíneos, por exemplo, poucos crescerão nas formas corretas ou adotarão as estruturas corretas. A falta de fornecimento de nutrientes através dos vasos sanguíneos também limita o seu tamanho.
Estes desafios limitam tanto a profundidade dos estudos que podemos realizar sobre organoides como a nossa capacidade de utilizá-los como substitutos de órgãos.
O que aprendemos sobre o desenvolvimento de organoides poderia, em teoria, ser usado para melhorar a criação de tecidos transplantáveis no futuro. Os pesquisadores já estão encontrando maneiras de superar as limitações através do desenvolvimento de soluções alternativas, cultivando organoides separadamente antes de combiná-los ou usando treliças para fornecer estruturas que dão forma aos tecidos.
Os organoides cerebrais são éticos?
O crescimento de camadas peludas de tecido cutâneo ou um pedaço de fígado metabolizado em uma placa de Petri pode deixar algumas pessoas desconfortáveis, mas é apenas com o batimento do tecido cardíaco organoide ou com os impulsos gerados por um córtex cerebral organoide que a ética vem à mente.
A ética do crescimento dos organoides cerebrais está lentamente atraindo o tipo de atenção antes dedicada exclusivamente às questões do desenvolvimento embrionário. Quando a atividade do tecido nervoso “humano” é suficiente?
Por um lado, os organoides fornecem informações muito necessárias sobre modelos de desenvolvimento neurológico para nos permitir compreender melhor condições como a doença de Alzheimer ou o autismo.
No entanto, quando seguem uma tendência para refletir um sistema nervoso embrionário real, ou mesmo oscilar com os tipos de ondas que poderíamos ver num cérebro emergente, há sobreposição com preocupações filosóficas e morais sobre a definição de autonomia pessoal.
Traduzido por Mateus Lynniker de ScienceAlert
