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Vias aéreas humanas em um chip: uma nova ferramenta para a descoberta de fármacos antivirais? 

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Profa. Dra. Izabella Thaís Silva Dpto. de Farmácia, UFSC

O uso de pequenos órgãos humanos, criados em laboratório, para estudar vírus potencialmente pandêmicos, como o SARS-CoV-2 (causador da COVID-19) e o Influenza (causador da gripe), não é novidade. Inclusive a relevância científica desse tema foi recentemente abordada em um interessante texto aqui no Cientistas Descobriram Que… 

A grande novidade é a criação de um sistema interligado que imita, de forma muito mais realista, as vias aéreas humanas. Essa criação recente dos pesquisadores da Universidade de Harvard, Boston (EUA), batizado como “vias aéreas humanas em um chip ou Airway Chip”, é um dispositivo que contém dois pequenos canais paralelos separados por uma membrana porosa recoberta por matriz extracelular (detalhes podem ser vistos na figura abaixo). De um lado da membrana, os pesquisadores colocaram células-tronco pulmonares humanas cultivadas numa interface líquido-ar e, do outro lado, incluíram células de vasos sanguíneos (endotélio), provenientes de pulmão humano, expostas a um fluxo contínuo de líquido que imita o nosso sistema vascular. Este dispositivo ainda permite a diferenciação das células-tronco em uma camada de tecido (epitélio) com células especializadas muito semelhantes ao que encontramos nas vias aéreas humanas. 

Airway Chip – Adaptado de SI et al., 2021.
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Organoides de cérebros humanos modernos com genes neandertais

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Por Ricardo Castilho Garcez – Dpto. de Biologia Celular, Embriologia e Genética, UFSC

            Cientistas da Universidade da Califórnia (EUA) compararam o genoma de homens de Neandertal, que viveram na eurásia há 40.000 anos atrás, com o genoma de humanos modernos. Dentre as várias diferenças encontradas, chamou atenção uma variante do gene que codifica a proteína NOVA1. Para entender se essa proteína variante poderia contribuir para as diferenças existentes entre nosso cérebro e o de homens de Neandertal, esses cientistas produziram organoides cerebrais humanos (aglomerados celulares que recriam parte da estrutura e função do cérebro, também conhecidos como minicérebros), substituindo o gene da proteína NOVA1 moderna, pela variante de neandertal. Ou seja, produziram organoides cerebrais humanos que expressavam a versão neandertal da proteína NOVA1.

            Você ficou curioso para saber se a alteração de uma única proteína poderia mudar o desenvolvimento do nosso cérebro, aproximando-o do cérebro dos Neandertais?

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Mini pulmões cultivados em laboratório são utilizados no combate à Covid19

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Por Ricardo Castilho Garcez, Dpto. de Biologia Celular, Embriologia e Genética da UFSC.

Os organoides, minúsculas cópias de órgão humanos criadas em laboratório, passam a contribuir no enfrentamento da Covid19.  Pesquisadores da Weill Cornell Medicine (USA) desenvolveram organoides de pulmões e intestinos para estudar os mecanismos de infecção do vírus SARS-Cov2 (que causa Covid19) e testar possíveis medicamentos.

Os casos e mortes por Covid-19 continuam a aumentar em todo o mundo. Atualmente, a maioria dos modelos de estudo limita-se a utilização de células cultivadas e o uso de alguns animais de laboratório. Esses modelos ajudam muito, mas apresentam várias limitações. Em sistemas de cultivo de células isoladas, a complexidade do tecido e do órgão é perdida. Dados obtidos com animais de laboratório, muitas vezes não reproduzem o que ocorre na nossa espécie. O vírus  SARS-CoV-2 infecta principalmente o trato respiratório, mas quase 25% dos pacientes com Covid-19 também apresentam sintomas gastrointestinais, que estão associados aos casos mais graves.

O Dr. Shuibing Chen e o Dr. Robert Schwartz utilizaram células-tronco humanas de pluripotência induzida (iPSC) para Continuar lendo →

A pele humana a partir da bioengenharia de células-tronco

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Por Marco Augusto Stimamiglio – Instituto Carlos Chagas – Fiocruz/PR

A pele é o maior órgão do nosso corpo e é vital à nossa saúde e ao nosso bem-estar. Além de atuar como a primeira linha de defesa do organismo contra agentes invasores como bactérias e vírus, a pele mantém o equilíbrio dos fluídos e a temperatura corporal. Ela é altamente sensível, reagindo a sensações de toque e dor. A estrutura da pele é bastante complexa, composta de várias camadas organizadas. Dentre estas camadas, existem células de gordura, nervos, glândulas e folículos pilosos. Neste sentido, apesar dos cientistas dominarem técnicas de crescimento da pele humana fora do corpo há muitos anos, a pele cultivada em laboratório é menos organizada e carece de estruturas, como os folículos pilosos, as glândulas sudoríparas e os nervos, encontradas na pele real.

Entretanto, o uso das células-tronco e de técnicas atuais de bioengenharia tem permitido aos cientistas cada vez mais se aproximar do desenvolvimento de órgãos em laboratório. Utilizando a técnica de formação de organoides com o emprego de células-tronco, já tratada aqui no CDQ (Organoides, muito mais que apenas órgãos em miniatura!), a equipe de cientistas liderada pelo Dr. Karl Koehler, do Hospital Infantil de Boston, nos EUA, foi capaz de criar uma pele complexa com pelos no laboratório. As descobertas desta pesquisa foram publicadas na renomada Continuar lendo →