A gravidade pode ser um verdadeiro mal quando você está tentando cultivar órgãos.
É por isso que as experiências no espaço são tão valiosas. Eles revelaram uma nova perspectiva nas ciências biológicas, incluindo idéias sobre a confecção de tecidos humanos.
A gravidade influencia o comportamento celular, afetando a maneira como proteínas e genes interagem dentro das células, criando tecidos polarizados, um passo fundamental para o desenvolvimento natural dos órgãos. Infelizmente, a gravidade está contra nós quando tentamos reproduzir tecidos tridimensionais complexos em laboratório para transplante médico. Isso é difícil devido às limitações intrínsecas dos bio-reatores usados na Terra.
Sou biólogo de células-tronco e estou interessado na saúde e evolução do cérebro. Meu laboratório estuda como o cérebro humano é formado dentro do útero e como as alterações nesse processo podem ter consequências ao longo da vida para o comportamento humano, como no autismo ou na esquizofrenia. Parte desse trabalho inclui o crescimento de células cerebrais no espaço.
Crescimento de tecidos e órgãos no laboratório
Para construir tecidos organizados no laboratório, os cientistas usam andaimes para fornecer uma superfície para a fixação das células com base em uma forma rígida predeterminada. Por exemplo, um rim artificial precisa de uma estrutura, ou andaime, de uma determinada forma para as células renais crescerem. De fato, essa estratégia ajuda o tecido a se organizar nos estágios iniciais, mas cria problemas a longo prazo, como possíveis reações imunes a esses andaimes sintéticos ou estruturas imprecisas.
Por outro lado, em condições sem peso, as células podem se auto-organizar livremente em sua estrutura tridimensional correta, sem a necessidade de um substrato de andaime. Ao remover a gravidade da equação, nós pesquisadores podemos aprender novas maneiras de construir tecidos humanos, como cartilagens e vasos sanguíneos que não são andaimes, imitando seu arranjo celular natural em um ambiente artificial. Enquanto isso não é exatamente o que acontece no útero (afinal, o útero também está sujeito à gravidade), condições sem peso nos dão uma vantagem.
E é exatamente isso que está acontecendo na Estação Espacial Internacional.
Essas experiências ajudam os pesquisadores a otimizar o crescimento de tecidos para uso em ciências básicas, medicina personalizada e transplante de órgãos.
Mas há outras razões pelas quais devemos fabricar órgãos no espaço. Missões espaciais de longo prazo criam uma série de alterações fisiológicas no corpo dos astronautas. Enquanto algumas dessas alterações são reversíveis com o tempo, outras não, comprometendo futuros vôos espaciais humanos.
Estudar o corpo dos astronautas antes e depois da missão pode revelar o que há de errado em seus órgãos, mas fornece poucas informações sobre os mecanismos responsáveis pelas alterações observadas. Assim, o crescimento de tecidos humanos no espaço pode complementar esse tipo de investigação e revelar maneiras de combatê-lo.
Finalmente, todas as formas de vida que conhecemos evoluíram na presença de microgravidade. Sem gravidade, nossos cérebros podem ter evoluído em uma trajetória diferente, ou nossos fígados podem não filtrar líquidos como na Terra.
Recriando a formação de órgãos embrionários no espaço, podemos prever como o corpo humano no útero se desenvolveria. Existem várias iniciativas de pesquisa em andamento no meu laboratório com organoides do cérebro humano na ISS, projetadas para aprender o impacto da gravidade zero no cérebro humano em desenvolvimento. Esses projetos terão implicações profundas na futura colonização humana (os humanos podem se reproduzir com sucesso no espaço?). Esses estudos também melhorarão a geração de órgãos artificiais usados para testar medicamentos e tratamentos na Terra. Os melhores tratamentos para condições neurodesenvolvimentais e neurodegenerativas que afetam milhões de pessoas serão provenientes de pesquisas no espaço?
Publicado em 16/07/2020 06h02
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