Cubos de hidrogel revolucionam cultivo de miniórgãos artificiais

Os cubos são construídos com pipetas, facilitando muito o desenvolvimento dos órgãos artificiais.
[Imagem: Isabel Koh et al. - 10.1038/s42003-023-04694-5]

Fábrica de organoides

Pesquisadores japoneses criaram uma plataforma que promete acelerar o desenvolvimento dos organoides, bolas de células semelhantes a órgãos que são cultivadas em laboratório a partir de esferoides (bolas ainda menores) de células humanas.

E essas bolas imitam as propriedades do órgão do qual a célula-semente foi retirada - os minicérebros são os organoides mais conhecidos, mas já existem dessas réplicas simples para quase todos os órgãos humanos.

A criação de organoides que funcionem de forma semelhante a tecidos reais é importante para o desenvolvimento de medicamentos, já que é necessário entender como os medicamentos se movem pelos vários tecidos, ou para entender o funcionamento desses tecidos.

O problema é que não é nada fácil fazer isto. Na natureza, os tecidos se desenvolvem por meio de uma dança elaborada que envolve gradientes químicos e andaimes físicos que orientam as células em certos padrões 3D. Em contraste, os organoides cultivados em laboratório normalmente se desenvolvem deixando as células crescerem em condições homogêneas - por isso são bolas simples de células similares - ou usando impressão 3D ou tecnologias microfluídicas, que exigem equipamentos sofisticados e habilidades técnicas.

Isabel Koh e Masaya Hagiwara, do Instituto Riken, desenvolveram uma técnica inovadora que permite controlar espacialmente o ambiente em torno dos grupos de células. Para isso, elas usaram cubos formados por camadas de hidrogéis - substâncias compostas principalmente de água - com diferentes propriedades físicas e químicas, gerando os gradientes e as condições variáveis dos tecidos vivos reais.

Operado por estudantes

A plataforma permitiu construir organoides que reproduzem fielmente a expressão genética assimétrica que caracteriza o desenvolvimento real dos organismos. "Esses cubos têm potencial para revolucionar a maneira como testamos drogas e também podem fornecer informações sobre como os tecidos se desenvolvem e levar a melhores técnicas para o cultivo de órgãos artificiais," escreveu a dupla.

Para mostrar como é fácil de operar esse mecanismo, os dois pesquisadores recrutaram um assistente de laboratório e um aluno do ensino médio para desenvolver um organoide. E eles conseguiram, mostrando que a semeadura das células não exige um alto nível de especialização.

"Nós estamos muito entusiasmadas com esses resultados, uma vez que o novo sistema possibilitará aos pesquisadores recriar rapidamente e sem dificuldades técnicas, organoides que se assemelhem mais ao modo como os órgãos se desenvolvem em organismos reais. Esperamos que uma série de pesquisadores usem nosso método para criar vários novos organoides e contribuir para a pesquisa de diferentes sistemas de órgãos. Eventualmente, esperamos que nosso trabalho também contribua para entender como podemos construir órgãos artificiais reais, que possam ajudar os pacientes," disse Hagiwara.