Pela primeira vez, cientistas conseguiram usar células-tronco adultas para gerar um tecido de estômago humano funcional e tridimensional em laboratório. O experimento, publicado na revista Nature, abre caminho para o estudo do desenvolvimento e das doenças de um órgão implicado com diversas enfermidades, do câncer ao diabetes.

Os pesquisadores do Centro Médico do Hospital da Criança de Cincinnati, nos Estados Unidos, utilizaram células-tronco humanas pluripotentes para cultivar uma versão do estômago em miniatura. Chamadas de organoides gástricos, essas estruturas foram usadas para estudar a infecção pela bactéria H. pylori, principal causa de úlcera e de câncer de estômago.

De acordo com Jim Wells, que liderou as pesquisas, os organoides tridimensionais fornecem uma nova oportunidade de desenvolvimento de drogas, de estudo dos estágios iniciais de tumores e de fatores associados à obesidade e ao diabetes. Também é a primeira vez que cientistas produzem o intestino anterior embrionário, um ponto de partida promissor para a geração de outros tecidos, como pulmões e pâncreas.

“Até agora, ninguém jamais havia gerado células gástricas de células-tronco humanas pluripotentes”, diz. “Além disso, descobrimos como promover a formação de tecido gástrico tridimensional com uma arquitetura complexa e composição celular”, completa. Isso é importante porque diferenças entre espécies no desenvolvimento embrionário e na arquitetura do estômago humano fazem os modelos tradicionais de pesquisa — os ratos — menos eficientes nos estudos.

O organoide gástrico humano pode ser usado para ajudar a desvendar muitos segredos do estômago, como os processos bioquímicos que permitem a pacientes que se submetem à redução do órgão a se livrar do diabetes logo depois da cirurgia, antes mesmo de perder peso. Descobrir como isso acontece ainda é um desafio devido à falta de um modelo que simule com precisão a biologia desse órgão.

Estágios
A chave para conseguir cultivar, em laboratório, os miniestômagos humanos foi identificar os estágios envolvidos na formação desse órgão durante o desenvolvimento embrionário. Ao manipular esses processos no disco petri, os cientistas conseguiram persuadir as células-tronco a se diferenciarem em blocos de construção do estômago.

Passado um mês, os organoides tridimensionais estavam prontos, medindo apenas 3mm de diâmetro, mas completamente funcionais. A equipe de Wells também usou essa abordagem para entender o que leva à formação de um estômago saudável nos humanos com o objetivo de identificar o contrário, ou seja, saber o que acontece de errado para que o órgão não se desenvolva corretamente e, consequentemente, não funcione bem.

Uma das constatações do grupo foi que a bactéria H. pylori infecta os tecidos epiteliais que revestem o estômago muito rapidamente. Em menos de 24 horas, o micro-organismo patógeno deflagra mudanças bioquímicas no órgão. O organoide desenvolvido em laboratório conseguiu reproduzir fielmente os primeiros estágios de doenças gástricas provocadas pela bactéria, incluindo a ativação de um gene associado ao câncer, chamado c-Met, e o rápido espalhamento da infecção pelos tecidos.

Jim Wells explicou que um desafio significativo para os pesquisadores foi a carência de literatura científica sobre o desenvolvimento do estômago humano. Eles tiveram de usar uma combinação de pesquisas publicadas, além de estudos do próprio laboratório de Cincinnati, para responder a um número de questões básicas a respeito da formação do órgão. Ao longo de dois anos, os cientistas realizaram experimentos, até, no fim, conseguirem cultivar os tecidos gástricos humanos no disco petri. “Esse marco científico não teria sido possível se não pudéssemos contar com pesquisas anteriores que nos forneceram informações sobre o desenvolvimento embrionário dos órgãos”, enfatizou.

De volta à origem
As células-tronco pluripotentes induzidas são retiradas de um tecido adulto, geralmente o epitelial, e manipuladas em laboratório para que voltem ao estágio embrionário, quando estão indiferenciadas, podendo se transformar em qualquer tipo de célula. Depois disso, os cientistas utilizam genes para estimular a especialização dessas estruturas, que podem gerar os mais diversos tecidos do corpo.