Os pesquisadores criam um organoide funcional da glândula salivar

Prévia do material em texto

1/4
Os pesquisadores criam um organoide funcional da glândula
salivar?
Agrupo de pesquisa liderado por cientistas da Universidade Showa e da Universidade de Showa e
daRIKEN (Consigo)O Centro de Pesquisa de Dinâmica de Biossistemas no Japão conseguiu, pela
primeira vez, cultivar tecido salivar tridimensional que, quando implantado em camundongos, produziu
saliva como glândulas normais.
Quando os pacientes perdem alguma função do órgão devido a doença ou lesão, seria ideal
simplesmente regenerar o órgão perdido. Mas isso é difícil – a organogênese é um processo complexo e
rigidamente regulado que envolve células-tronco especiais que são predestinadas a se tornarem tecidos
específicos. No entanto, com exceção de alguns órgãos, como os folículos pilosos, essas células
precursoras só estão presentes durante o desenvolvimento inicial.
Representação esquemática do
desenvolvimento da glândula salivar.
A alternativa é usar células-tronco embrionárias ou células de tronco pluripotente (iPS) induzidas – que
têm a capacidade de se transformar em muitos tipos de células para criar o que é chamado de
organoide – um tecido tridimensional simplificado que se assemelha à estrutura de um órgão real. O
crescimento dos organoides funcionais no laboratório permitiria que os pacientes com órgãos
desestruturados recuperassem pelo menos algumas das funções que os órgãos originais tinham.
Para o presente estudo, publicado na Nature Communications, os pesquisadores, liderados pelo
professor Kenji Mishima, da Universidade Showa, e Takashi Tsuji, da RIKEN BDR, assumiram o desafio
de recriar o tecido da glândula salivar. As glândulas salivares são importantes para digerir o amido e
facilitar a deglutição, mas podem ser danificadas por uma condição autoimune conhecida como
síndrome de Sjogren ou por radioterapia para o câncer.
Essas glândulas se desenvolvem a partir de uma estrutura precoce chamada ectoderma oral, mas o
processo real não é totalmente compreendido. Sabe-se que o desenvolvimento de órgãos ocorre através
de um processo complexo de sinalização química e mudanças na expressão gênica, de modo que os
cientistas começaram a desvendar quais eram as mudanças importantes. Eles identificaram dois fatores
de transcrição - Fox9 e Foxc1 - como sendo a chave para a diferenciação de células-tronco no tecido da
glândula salivar, e também identificaram um par de produtos químicos de sinalização - FGF7 e FGF10 -
que induziram as células expressando esses fatores de transcrição para se diferenciar no tecido da
glândula salivar.
Eles então assumiram o desafio de criar um organoide. Primeiro, eles usaram um coquetel de produtos
químicos que permitiam a formação do ectoderma oral. Eles usaram este coquetel para induzir as
células-tronco embrionárias para formar o ectoderme e, em seguida, usaram vetores virais para obter as
células para expressar tanto Sox9 e Foxc1. Adicionando os dois produtos químicos à mistura induziu as
2/4
células para formar tecido que a análise genética revelou foi muito semelhante ao desenvolvimento real
de glândulas salivares no embrião.
Imagem de uma glândula salivar induzida
isolada a partir do dia 23 agregados. Barra
de escala, 300 ?m
O passo final foi ver se o organoide realmente funcionaria em um animal real. Eles implantaram os
organoides em camundongos reais sem glândulas salivares e os testaram alimentando-os com ácido
cítrico. Quando os organoides foram transplantados junto com o tecido mesenquimal – outro tecido
embrionário que é importante, pois forma o tecido de conexão que permite que as glândulas se liguem a
outros tecidos – os tecidos implantados foram encontrados para estar devidamente conectados ao tecido
nervoso e, em resposta à estimulação, secretaram uma substância que era notavelmente semelhante à
saliva real.
De acordo com Kenji Mishima, da Universidade Showa, cujo laboratório conduziu os experimentos com
camundongos, “Foi incrivelmente emocionante ver que os tecidos que criamos realmente funcionavam
em um animal vivo. Esta é uma prova importante de conceito de que os organoides são uma alternativa
válida aos órgãos reais.
De acordo com Takashi Tsuji, do Centro RIKEN para Pesquisa de Dinâmica de Biossistemas, que
trabalhou em uma variedade de tecidos como cabelo e pele, “continuamos a trabalhar para desenvolver
tecidos funcionais para substituir as funções de vários órgãos, e esperamos que esses experimentos em
breve encontrem seu caminho para a clínica e ajudem pacientes que sofrem de uma variedade de
distúrbios”.
Um grupo de pesquisa liderado por cientistas da Universidade Showa e do Centro RIKEN de Pesquisa
de Dinâmica de Biossistemas no Japão conseguiu, pela primeira vez, o tecido da glândula salivar
tridimensional que, quando implantado em camundongos, produzia saliva como glândulas normais.
Quando os pacientes perdem alguma função do órgão devido a doença ou lesão, seria ideal
simplesmente regenerar o órgão perdido. Mas isso é difícil – a organogênese é um processo complexo e
rigidamente regulado que envolve células-tronco especiais que são premeidas para se tornarem tecidos
específicos. No entanto, com exceção de alguns órgãos, como os folículos pilosos, essas células
precursoras só estão presentes durante o desenvolvimento inicial.
Representação esquemática do
desenvolvimento da glândula salivar.
A alternativa é usar células-tronco embrionárias ou células de tronco pluripotente (iPS) induzidas – que
têm a capacidade de se transformar em muitos tipos de células para criar o que é chamado de
organoide – um tecido tridimensional simplificado que se assemelha à estrutura de um órgão real. O
crescimento dos organoides funcionais no laboratório permitiria que os pacientes com órgãos
desregulados recuperassem pelo menos algumas das funções que os órgãos originais tinham.
Para o presente estudo, publicado na Nature Communications, os pesquisadores, liderados pelo
professor Kenji Mishima, da Universidade Showa, e Takashi Tsuji, da RIKEN BDR, assumiram o desafio
3/4
de recriar o tecido da glândula salivar. As glândulas salivares são importantes para digerir o amido e
facilitar a deglutição, mas podem ser danificadas por uma condição autoimune conhecida como
síndrome de Sjogren ou por radioterapia para o câncer.
Essas glândulas se desenvolvem a partir de uma estrutura precoce chamada ectoderma oral, mas o
processo real não é totalmente compreendido. Sabe-se que o desenvolvimento de órgãos ocorre através
de um processo complexo de sinalização química e mudanças na expressão gênica, de modo que os
cientistas começaram a desvendar quais eram as mudanças importantes. Eles identificaram dois fatores
de transcrição - Fox9 e Foxc1 - como sendo a chave para a diferenciação de células-tronco no tecido da
glândula salivar, e também identificaram um par de produtos químicos de sinalização - FGF7 e FGF10 -
que induziram as células expressando esses fatores de transcrição para se diferenciar no tecido da
glândula salivar.
Eles então assumiram o desafio de criar um organoide. Primeiro, eles usaram um coquetel de produtos
químicos que permitiam a formação do ectoderma oral. Eles usaram este coquetel para induzir as
células-tronco embrionárias para formar o ectoderme e, em seguida, usaram vetores virais para obter as
células para expressar tanto Sox9 e Foxc1. Adicionando os dois produtos químicos à mistura induziu as
células para formar tecido que a análise genética revelou foi muito semelhante ao desenvolvimento real
de glândulas salivares no embrião.
Imagem de uma glândula salivar induzida
isolada a partir do dia 23 agregados. Barra
de escala, 300 ?m
O passo final foi ver se o organoide realmente funcionaria em um animal real. Eles implantaram os
organoides em camundongos reais sem glândulas salivares e os testaram alimentando-os com ácido
cítrico. Quando os organoides foram transplantados junto com o tecido mesenquimal – outro tecido
embrionário que é importante, pois forma o tecido de conexão que permite que as glândulas se liguem a
outros tecidos – os tecidos implantadosforam encontrados para estarem devidamente conectados ao
tecido nervoso e, em resposta à estimulação, secretaram uma substância que era notavelmente
semelhante à saliva real.
De acordo com Kenji Mishima, da Universidade Showa, cujo laboratório conduziu os experimentos com
camundongos, “Foi incrivelmente emocionante ver que os tecidos que criamos realmente funcionavam
em um animal vivo. Esta é uma prova importante de conceito de que os organoides são uma alternativa
válida aos órgãos reais.
De acordo com Takashi Tsuji, do Centro RIKEN para Pesquisa de Dinâmica de Biossistemas, que
trabalhou em uma variedade de tecidos como cabelo e pele, “continuamos a trabalhar para desenvolver
tecidos funcionais para substituir as funções de vários órgãos, e esperamos que esses experimentos em
breve encontrem seu caminho para a clínica e ajudem pacientes que sofrem de uma variedade de
distúrbios”.
Mais leitura
4/4
Tanaka J, et al. Geração de glândula salivar ortotopicamente funcional a partir de células-tronco
embrionárias. Comunicação de Natureza doi: 10.1038/s41467-018-06469-7
Topics: ? Biologia ? biologia do desenvolvimento ? saúde-medicina ?
? Publica anterior Próximo post ?
[yuzo_related]
Você também pode gostar de:
http://dx.doi.org/10.1038/s41467-018-06469-7
https://itaintmagic.riken.jp/topics/biology/
https://itaintmagic.riken.jp/topics/developmental-biology/
https://itaintmagic.riken.jp/topics/health-medicine/
https://itaintmagic.riken.jp/hot-off-the-press/shark-genomes/
https://itaintmagic.riken.jp/hot-off-the-press/genetics-plant-rehydration/