Cientistas cultivam glândulas lacrimais humanas a partir de células estaminais e induzem-nas a produzir lágrimas

Os organoides incharam como balões à medida que as células libertavam lágrimas
Reação dos organoides lacrimais humanos à noradrenalina, numa experiência inédita.
Mark

O que há de realmente novo aqui?

Mimi

É a primeira vez que glândulas lacrimais são cultivadas a partir de células estaminais humanas e levadas a produzir lágrimas. Os organoides incharam quando expostos à noradrenalina.

Mark

E para que serve o atlas celular?

Mimi

Mostrou que as células ductais e acinares produzem componentes diferentes das lágrimas. É conhecimento básico sobre um órgão pouco compreendido.

Luke

Importa separar o que foi feito em humanos do que foi feito em animais. A remoção do gene Pax6 e o transplante foram em cobaias, não em pessoas.

Mark

E o transplante, o que mostrou?

Mimi

As células humanas integraram-se na glândula da cobaia em duas semanas e duravam pelo menos dois meses, com algumas ainda a dividir-se e a produzir proteínas lacrimais.

Luke

Dois meses é um prazo curto para falar de terapia. O texto não diz se a glândula funcionava normalmente nem quantas células sobreviveram.

Mark

Então quando chegará aos doentes?

Mimi

Não há prazo. Hans Clevers fala de testar medicamentos em organoides de pacientes e, um dia, de transplante.

Luke

O "um dia" diz tudo. É esperança do autor, não resultado confirmado.

  • Os olhos secos ou excessivamente húmidos afetam pacientes que têm poucas opções além de colírios e cirurgias.
  • Pela primeira vez, uma equipa conseguiu cultivar glândulas lacrimais em miniatura a partir de células estaminais humanas.
  • Ao receberem noradrenalina, os organoides incharam e começaram a produzir lágrimas dentro de si.
  • Ao apagar o gene Pax6 com CRISPR-Cas9, os investigadores viram a função lacrimal perder-se, revelando o papel desse gene.
  • Em cobaias, as células transplantadas integraram-se na glândula e continuaram a crescer durante pelo menos dois meses.
  • O modelo deverá servir para testar medicamentos em pacientes e, mais tarde, talvez para transplantes, mas tudo ainda está em investigação.

Num laboratório, pequenas estruturas tridimensionais feitas de células estaminais humanas começaram a inchar e a libertar lágrimas, um gesto modesto que, no entanto, abre uma porta antiga e frágil: a de cuidar dos olhos a partir da própria matéria da vida. Até agora, a glândula que nos mantém os olhos húmidos era uma parte do corpo pouco compreendida, e as suas falhas só podiam ser aliviadas por colírios ou cirurgias limitadas. Agora, investigadores conseguiram recriá-la em miniatura, e isso sugere que muitas doenças oculares poderão, um dia, ser estudadas e talvez tratadas de outra forma. O caminho continua longo, mas cada passo deste tipo amplia aquilo que sabemos sobre como o corpo se cuida a si mesmo.

Num laboratório, um conjunto de minúsculas estruturas tridimensionais começou a inchar como pequenos balões. Dentro delas, as células libertavam lágrimas. Pela primeira vez, cientistas mostraram que é possível desenvolver glândulas lacrimais a partir de células estaminais humanas e fazê-las funcionar.

As glândulas lacrimais mantêm os olhos lubrificados. Quando falham, a pessoa pode ter os olhos excessivamente húmidos ou dolorosamente secos. Os tratamentos atuais são limitados, em parte porque esta parte do corpo ainda é pouco compreendida.

A equipa começou por criar organoides lacrimais, estruturas minúsculas que reproduzem a função do órgão inteiro. Ao expô-los à noradrenalina, um neurotransmissor que desencadeia o choro, as células passaram a libertar lágrimas. Com sequenciamento genético, os investigadores mapearam os tipos de células da glândula e perceberam que as ductais e as acinares produzem componentes diferentes das lágrimas.

Depois, usaram a ferramenta CRISPR-Cas9 para apagar o gene Pax6, essencial ao desenvolvimento dos olhos. Sem ele, os organoides perderam capacidades ligadas à produção de lágrimas, o que ajuda a compreender o seu papel.

Por fim, transplantaram células lacrimais humanas para a glândula de uma cobaia. Em duas semanas, as células estavam integradas, formando estruturas semelhantes a ductos, e mantiveram-se durante pelo menos dois meses, ainda a crescer e a produzir proteínas lacrimais.

O geneticista Hans Clevers, do Instituto Hubrecht, na Holanda, um dos autores do estudo publicado na Cell Stem Cell, espera que outros cientistas usem o modelo para testar medicamentos nos organoides de pacientes e, um dia, quem sabe, para transplantes. Por agora, tudo permanece em fase de investigação.

Numa experiência de laboratório, um conjunto de minúsculas estruturas tridimensionais começou a inchar como pequenos balões. Dentro delas, células libertavam lágrimas. Foi assim que cientistas mostraram, pela primeira vez, que é possível desenvolver glândulas lacrimais a partir de células estaminais humanas e levá-las a produzir lágrimas.

As glândulas lacrimais mantêm os olhos lubrificados. Quando falham, a pessoa pode ficar com os olhos demasiado húmidos ou, no extremo oposto, dolorosamente secos. Os tratamentos atuais vão dos colírios às cirurgias, mas as opções são limitadas, em parte porque, como referem vários investigadores, esta é ainda uma parte do corpo pouco compreendida. A notícia foi relatada pelo site Science Alert.

O primeiro passo da equipa foi criar organoides lacrimais, estruturas minúsculas que reproduzem a função do órgão inteiro. Para os levar a produzir lágrimas, expuseram-nos à norepinefrina, também chamada noradrenalina, um neurotransmissor que desencadeia o choro. Os organoides incharam à medida que as células libertavam as lágrimas no interior.

Nessas células, os investigadores fizeram sequenciamento de mRNA e construíram um atlas celular da glândula lacrimal. Concluíram que dois tipos de células, as ductais e as acinares, produzem componentes diferentes das lágrimas.

Seguiu-se o trabalho com organoides de cobaias. A equipa usou a ferramenta CRISPR-Cas9 para apagar o gene Pax6, que tem um papel crítico no desenvolvimento embrionário de órgãos, incluindo os olhos e as glândulas lacrimais. Sem o gene, os organoides perderam a expressão de recetores de neurotransmissores e de genes ligados à secreção, à produção de lágrimas e ao metabolismo do retinol.

Por fim, os cientistas testaram se os organoides poderiam servir para transplante. Transplantaram células lacrimais humanas para a glândula lacrimal de uma cobaia. Em duas semanas, as células estavam enxertadas e integradas na glândula, formando estruturas ductais. Mantiveram-se lá durante pelo menos dois meses, e algumas continuavam a crescer e a dividir-se nesse momento, já a produzir proteínas lacrimais.

O resultado pode ser um avanço importante para novas terapias de distúrbios das glândulas lacrimais e mais um passo no longo caminho até às terapias regenerativas. O geneticista molecular Hans Clevers, do Instituto Hubrecht, na Holanda, um dos autores do estudo, publicado numa terça-feira na revista Cell Stem Cell, disse esperar que outros cientistas usem o modelo para identificar tratamentos, testando medicamentos nos organoides de um paciente ou expandindo células saudáveis. E, um dia, usá-los em transplantes. Por agora, tudo permanece em fase de investigação.

Esperamos que os cientistas usem o nosso modelo para identificar novas opções de tratamento e, um dia, para transplante.
— Hans Clevers, geneticista molecular do Instituto Hubrecht
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