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Útero artificial e o desenvolvimento de outros órgãos
 
 
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 O ÚTERO ARTIFICIAL
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Nas últimas décadas a bioengenharia e a medicina regenerativa tem obtido ótimos resultados no desenvolvimento e no aprimoramento de órgãos artificiais. Estes dispositivos, biológicos ou não, poderão revolucionar a medicina nos próximos anos, podendo prolongar ou melhorar a qualidade de vida de pessoas doentes e de deficientes físicos. Além disso, estes órgãos desenvolvidos em laboratório podem acabar com as intermináveis listas de transplante e criar alternativas de tratamento para diversas doenças.

No final de 2017, em um estudo publicado na revista Nature Communications, indica que um novo e revolucionário órgão artificial foi desenvolvido, um útero artificial, capaz de gestar um organismo vivo. No processo descrito na pesquisa, oito cordeiros passaram as últimas quatro semanas de gestação fora do útero de suas mães, se desenvolvendo dentro de uma bolsa plástica chamada de Biobag. Os cientistas afirmam que nesta etapa final de desenvolvimento várias etapas são cruciais para o nascimento de filhotes sadios. Neste período seus cérebros e pulmões se desenvolveram normalmente, os bebês cordeiros se movimentaram na bolsa plástica, abriram seus olhos, produziram sua primeira pelagem e aprenderam a engolir o líquido amniótico. Todos os testes posteriores ao nascimento indicam que não houveram diferenças entre o desenvolvimento no Biobag e uma gestação convencional. A maioria dos cordeiros, após o estudo, foram submetidos a uma eutanásia para análise de seus órgãos, apenas um foi mantido vivo e se desenvolve normalmente sem nenhum problema aparente.

No experimento, os filhotes de cordeiro foram retirados do útero da mãe através de cesarianas e colocados cada um dentro de um Biobag particular. No interior do útero artificial os filhotes eram mantidos em uma solução semelhante ao líquido amniótico e o cordão umbilical era ligado a um equipamento externo que realiza as trocas gasosas, fornecimento de nutrientes e eliminação de excretas. Outros equipamentos eletrônicos monitoravam os sinais vitais dos bebês no interior do equipamento. Nenhuma válvula mecânica é utilizada no equipamento, já que até a pressão mais suave poderia sobrecarregar fatalmente o coração subdesenvolvido.

Segundo Alan Flake, autor do estudo e cirurgião fetal do Hospital Infantil da Filadélfia, o desenvolvimento do Biobag tem como principal finalidade permitir o desenvolvimento de bebês prematuros em um ambiente semelhante ao útero materno, permitindo uma formação mais natural e saudável durante o período mais crítico de desenvolvimento fetal que seria da 23° a 28° semana. O Cientista afirma que o útero artificial dificilmente substituirá totalmente a mulher na gestação de um feto e que a “máquina” só pode ser responsável pela conclusão final do processo. Os cientistas afirmam ainda, que o desenvolvimento de seres humanos no interior dos úteros artificiais é mais complexo, tendo em vista as diferenças das taxas de desenvolvimento do cérebro, porém Flake acredita que os testes em humanos poderão ser iniciados em um período de aproximadamente três anos.

A esperança dos médicos é que o desenvolvimento dos úteros artificiais reduza significativamente as taxas de mortalidade infantil no mundo. Para se ter uma ideia da importância deste equipamento, no Brasil, o nascimento prematuro é a principal causa de morte de crianças até os cinco anos de idade, sendo o país o décimo no ranking mundial de nascimento de crianças prematuras (cerca de 300 mil crianças por ano). Entre 20% e 50% das crianças prematuras apresentam problemas de saúde devido ao desenvolvimento de órgãos fora do útero da mãe.



OS ÓRGÃOS BIOARTIFICIAIS
O desenvolvimento de órgão artificiais não é um ramo exatamente novo na medicina e nem todos os estudos se baseiam em “equipamentos” construídos para exercer a função de um órgão. Em 2008 cientistas já indicavam a possibilidade de criação de órgãos bioartificiais, ou seja, órgãos semelhantes aos naturais, produzidos a partir de células tronco, semelhantes aos órgãos naturais e produzidos sobre medida para cada doente a partir de técnicas de clonagem terapêutica.

Em um estudo publicado na Nature, Cientistas da Universidade do Minnesota, desenvolveram através da bioengenharia um coração artificial de rato. O feito foi realizado a partir de uma estrutura tridimensional básica de um coração, como se fosse um “esqueleto” obtido a partir de processos de descelularização de corações de ratos saudáveis. A partir daí os cientistas utilizaram células precursoras de células cardíacas.  "O que fizemos foi simplesmente pegar nos tijolos de construção da própria natureza para construir um novo órgão", diz Harald Ott, do Hospital Geral do Massachusetts e co-autor do estudo.

As células precursoras foram obtidas de células cardíacas imaturas retiradas de ratinhos recém-nascidos.  Estas células foram injetadas na Matriz obtida na primeira fase do experimento e o conjunto foi introduzido no interior de uma máquina incubadora que simulava o ambiente de desenvolvimento de um
coração natural. Em apenas quatro dias as células começaram a se contrair e oito dias depois da implantação das células o coração já era capaz de bombear sangue com uma potência de cerca de 2% do coração de um rato adulto. O próximo passo do estudo seria a utilização de células tronco estaminais obtidas por processos de clonagem terapêutica e testar a técnica com outros órgãos, como rins, fígado, pulmões e pâncreas.

Em um outro estudo realizado por um grupo de cientistas da Universidade Hebraica de Jerusalém, publicado na revista Nature Biotechnology em 2015, é indicado a possibilidade de produção de fígados bioartificiais. Na realidade o estudo é sobre uma nova técnica para desenvolver e cultivar hepatócitos que são as células do fígado produzindo “mini-fígados”, o que seria o primeiro passo para o desenvolvimento de fígados em laboratório. Segundo os autores do estudo os mini-fígados desenvolvidos poderiam ser utilizados de forma imediata para o teste de novas drogas, tendo em vista o papel metabólico do fígado em nosso organismo, além de serem utilizados para analisar a eficácia de terapias gênicas. Os cientistas afirmam que ainda estão longe de criar um órgão artificial, porém a técnica é considerada por muitos como revolucionária e que a forma de cultivar as células seria a fonte perfeita para projetos de bioengenharia relacionados com a produção de fígados bioartificiais.

Em 2018, cientistas do Instituto para Curas Regenerativas da Universidade da Califórnia publicaram na revista Neuroreport a produção de organoides semelhantes ao cérebro humano. Para tal, os cientistas utilizaram um suprimento de sangue humano para alimentar células tronco que foram convertidas a partir de células cerebrais. Posteriormente estas células eram estimuladas a formar células neurais e endoteliais. Após 34 dias o resultado obtido foi um organoide coberto por cerca de 250 mil células endoteliais. Terminado este procedimento o material foi incubado por cinco semanas até o desenvolvimento de mini cérebros completos, ou seja, com todos os tipos de células cerebrais e com complexidade semelhante a um cérebro fetal em seu segundo semestre de desenvolvimento, apesar de ter um tamanho extremamente menor.

Em alguns estudos posteriores estes mini-cérebros foram implantados na matriz cerebral de ratos e depois de duas semanas as estruturas continuavam funcionado, inclusive com novos vasos sanguíneos implantados entre os tecidos. Os cientistas sabem que desse ponto para o desenvolvimento de um cérebro real ainda faltam muitos anos de estudo, entretanto eles afirmam que estas estruturas artificiais podem atuar como substitutos de áreas cerebrais lesionadas ou que não funcionem mais de forma adequada. Além disso, eles acreditam que tais estruturas poderão revolucionar o modo de tratamento de doenças como esquizofrenia, paralisias, microcefalias e autismo.


ÓRGÃOS ARTIFICIAIS BIOIMPRESSOS
Em 2017 foi apresentado por pesquisadores espanhóis uma impressora 3D capaz de produzir pele humana. Jose Luis Jorcano, professor da Universidade Carlos III de Madrid e um dos autores da pesquisa explica que o tecido produzido pela impressora, tem as mesmas características que a pele, possuindo uma camada externa de barreira como a epiderme, e uma interna, mais e espessa e capaz de produzir colágeno como a derme. Segundo o cientista, a impressão ocorre a partir do que ele chamou de biotintas, que funcionariam como cartuchos de impressoras cheios de proteínas, células e outros componentes biológicos, os quais seriam depositados de forma ordenada para a produção do novo tecido semelhante estruturalmente ao tecido humano. Jorcano afirma que no futuro este tecido poderá ser utilizado para transplantes e enxertos em pacientes vítimas de acidentes ou queimaduras.

Parece ficção, mas na realidade a produção de órgãos em impressoras 3D (Bioimpressão) já é uma realidade e especialistas acreditam que em um período de cinco anos os órgãos bioimpressos poderão substituir os órgãos naturais em transplantes. Em 2016, um estudo desenvolvido por pesquisadores norte-americanos e publicado na revista Nature, estruturas como cartilagem, ossos e músculos bioimpressos foram transplantados com sucesso em ratos, se incorporando perfeitamente aos tecidos naturais.

Além desses estudos, outros órgãos desenvolvidos em impressoras 3D estão sendo implantados em cobaias. Cientistas da Northwestern University, em Chicago, divulgaram um estudo no qual foram implantados ovários bioimpressos em camundongos que foram capazes de produzir óvulos viáveis e com sucesso reprodutivo. Uma empresa chamada de Organovo, de San Diego anunciou que tinha produzido fígados viáveis que também foram implantados em camundongos.

Pesquisadores da Universidade de Princeton nos Estados Unidos publicaram recentemente a impressão de uma orelha funcional, criada a partir de uma impressora 3D, acopladas a aparelhos eletrônicos, o aparelho, chamado pelos cientistas de orelha biônica é capaz de captar ondas de rádio e outras frequências que os ouvidos humanos não são capazes de perceber.

Além do processo de implantação em organismos vivos, os tecidos bioimpressos poderão revolucionar a forma de testes de novos medicamentos e cosméticos, já que podem ser utilizados para ensaios clínicos sem a utilização direta de cobaias. Além disso, segundo os especialistas, os resultados seriam mais confiáveis pois poderíamos usar tecidos mais semelhantes aos dos humanos.

Não se sabe ao certo quando estes órgãos artificiais estarão disponíveis para transplantes em seres humanos de forma efetiva. O que se sabe é que os resultados obtidos até agora, independentemente do modo de produção do órgão artificial, são extremamente positivos e, segundo os especialistas, em um curto período de tempo estas maravilhas tecnológicas irão revolucionar a forma como a medicina irá proceder com o corpo humano.


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