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Órgãos sob medida

A pele humana já é fabricada em laboratório. Dá para guardar na geladeira e tirar quando for preciso. Em alguns anos, será possível encomendar ossos, rins e até um coração. Novinhos em folha.

Carlos Dias e Ivonete D. Lucírio

Você se lembra do médico Charles Vacanti? Não? Não se culpe. Mas talvez você se lembre do que ele fez. Pesquisador da Universidade de Massachusetts, nos Estados Unidos, Vacanti chocou muita gente no mundo inteiro ao mostrar um ratinho de laboratório com uma orelha humana presa nas costas, em 1996. A cena era um tanto tétrica, mas o cientista queria provar a viabilidade de implantar em seres vivos órgãos fabricados em laboratório. Isso faz três anos. De lá para cá, a ciência andou depressa. Pele humana, por exemplo, já tem até com marca registrada, à venda nos Estados Unidos.

“Nosso maior projeto é construir um fígado, um rim ou um coração”, disse à SUPER Joseph Vacanti, irmão mais velho de Charles, que também trabalha com engenharia de tecidos, só que no Hospital Geral de Massachusetts. A maioria das experiências ainda está na fase de testes em animais, mas vários cientistas calculam que vai levar no máximo uns dez anos para que órgãos complexos comecem a ser feitos sob medida. A matéria-prima utilizada até agora são células-curinga, extraídas do corpo, que imitam o funcionamento de outras (veja na página 48). Existe, também, a possibilidade de usar as células-tronco embrionárias – as todo-poderosas matrizes das quais, nos primeiros dias da gestação, se ramifica todo o organismo. É só uma questão de tempo, pouco tempo.

Peças de reposição originais. Na geladeira

Apligraf parece nome de indústria gráfica ou de artigo para escritório, tipo cartucho de tinta para impressora ou papel de fax. Mas não é nada disso. Por enquanto, só dá para comprar no Canadá e nos Estados Unidos. Não vai demorar muito, no entanto, para que dermatologistas e cirurgiões plásticos brasileiros comecem a receber no consultório amostras grátis e folhetos desse produto – uma pele humana, desenvolvida pela Organogenesis, uma das mais de trinta empresas de biotecnologia americanas especializadas em engenharia de tecidos. Fresquinha, o prazo de validade é de cinco dias fora da geladeira. Implantada no corpo, dura para sempre.

Esse é o primeiro produto aprovado pelo governo americano feito de material humano vivo, mas outros estão a caminho (veja o infográfico acima). A maioria deles deverá utilizar células retiradas da parte sadia do órgão para evitar rejeição.

No ano passado, Joseph Vacanti foi o primeiro cientista a desenvolver um pedaço de intestino de camundongo. Algumas semanas depois de instalado no organismo do animal, funcionava perfeitamente. Apesar do sucesso, isso não quer dizer que se possa esperar um coração ou pâncreas feitos sob encomenda para o Natal que vem. “Acredito que nos próximos cinco anos não será possível fabricar nenhum órgão mais complexo”, disse à SUPER o químico Robert Langer, pesquisador do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e membro da equipe de Joseph.

O segredo da multiplicação

A dificuldade é proporcional à complexidade do tecido. Quanto menos funções, mais fácil de ser produzido em laboratório. Por isso, os primeiros foram pele e cartilagem, que funcionam como sustentação e revestimento, além de produzirem poucas ou nenhuma substância importante. Nesses casos, o cientista faz um molde com um material biodegradável e depois semeia sobre ele um grupo de células (veja no infográfico da página ao lado).

Elas são como curingas de um jogo de cartas: adaptam-se ao ambiente criado artificialmente, multiplicam-se e assumem as funções desejadas. Enquanto isso acontece, o molde vai se desfazendo sem causar mal ao organismo.

Os obstáculos são maiores, porém, quando se trata de um órgão multifuncional, como o fígado. Suas funções não foram recriadas por completo. O máximo que se conseguiu até hoje foi replicar pedaços dele. A principal dificuldade está em saber exatamente que substâncias químicas – chamadas fatores de crescimento – fazem as células se desenvolverem de forma apropriada. Só assim elas poderão se multiplicar fora do corpo, recobrir o molde e gerar um órgão igual ao original.

O coração é outra complicação. “Estamos trabalhando com células em proveta”, diz Michael Sefton, da Universidade de Toronto, no Canadá. “O desafio será multiplicar os diferentes tipos celulares que formam o órgão.” Apesar das dificuldades, os cientistas estão cautelosamente otimistas. “O primeiro coração completo para testes clínicos deve ficar pronto em uns dez anos”, calcula Sefton.

A engenharia que copia a natureza

Tem uma pergunta que pouca gente se faz. Como é que as primeiras células do embrião sabem em que precisam se transformar para fazer um organismo, com tantos órgãos diferentes? “A ciência não conhece a resposta a essa pergunta”, responde à SUPER Lygia da Veiga Pereira, professora de Genética Molecular da Universidade de São Paulo. “Como essas decisões são tomadas é o maior mistério da Biologia.” Os cientistas ignoram como o fenômeno acontece lá dentro do útero, mas estão aprendendo rápido a fazer isso do lado de fora.

O primeiro grande passo foi dado há um ano pelo pesquisador americano James Thomson, da Universidade de Wiscosin, nos Estados Unidos. Ele descobriu como cultivar em laboratório essas células quase onipotentes – as células-tronco embrionárias. Elas são chamadas assim porque delas se ramifica todo o corpo humano. Embora sejam rigorosamente iguais, há um certo momento da gravidez em que cada uma vai dando origem a um órgão diferente. Como resultado desse misterioso trabalho em equipe, nasce um ser completo. Thomson retirou essas células de blastocistos – um dos estágios iniciais do desenvolvimento embrionário. E descobriu que um coquetel de substâncias formado por nutrientes e proteínas promovia a multiplicação dessas células em laboratório sem que elas se transformassem em tecidos específicos, como músculo ou pele (veja infográfico ao lado).

Transplante de partes

O próximo passo, agora, é descobrir que fatores de crescimento estimulam a formação de tecidos especializados. Nesse ponto, a pesquisa com ratos está mais avançada e pode ajudar muito nos estudos com seres humanos. “O ácido retinóico, por exemplo, leva à formação de células de cérebro”, explica a professora Lygia, que pesquisa em camundongos a criação de modelos de animais para uso em laboratório. Quando isso acontecer, as células-tronco terão a chance de ser a principal fonte para a construção de órgãos. Thomson, no entanto, diz ter objetivos menos ambiciosos, mas nem por isso menos importantes. “Inicialmente, elas poderão ser usadas como um transplante, como um remendo para substituir uma parte doente do órgão”, afirmou ele à SUPER.

A descoberta, no entanto, apresenta o mesmo obstáculo que até hoje inferniza a Medicina em transplantes convencionais: a rejeição. Mesmo assim, há alternativas, pelo menos teóricas. “Uma delas é a alteração gênica, capaz de criar células doadoras universais”, diz Lygia. “A idéia é mexer nos genes de modo que as novas células fabricadas pelas doadoras não sejam reconhecidas como estranhas.”

Outra saída promissora é a clonagem. A Advanced Cell Technology, uma empresa de biotecnologia americana, achou um meio de produzir células-tronco embrionárias a partir do próprio doador adulto (veja o infográfico acima). Se esse tipo de técnica for aprovada, será possível que cada ser humano faça um banco de células-tronco para o futuro. Com essa disponibilidade de peças de reposição originais novinhas em folha, a Medicina poderá não só curar, mas acima de tudo prolongar enormemente o tempo de existência de cada ser humano sobre a face da Terra.

Técnica traz benefícios, mas esbarra na ética

O maior obstáculo às pesquisas com as células-tronco não está na técnica – mas na ética. A questão é duplamente espinhosa. Primeiro, porque a fonte básica delas são embriões resultantes de fertilização em laboratório. Segundo, porque a alternativa mais viável seria algo polêmico até mesmo entre os cientistas: a clonagem.

O governo americano não considera ilegal o uso de embriões para pesquisas, mas, em compensação, não libera fundos para elas (veja o quadro acima). Setores da sociedade, como grupos católicos, estão se unindo para pressionar o Congresso a manter a lei assim. Isso levou os médicos a se mobilizarem também. A Sociedade Americana de Câncer criou em maio uma associação para divulgar os benefícios desses estudos com células-tronco.

No Brasil, a lei é rigorosa. “A produção e o armazenamento de embriões destinados à pesquisa são proibidos”, explicou o biólogo molecular Genaro Ribeiro Paiva, membro da Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio). “À medida que as técnicas evoluírem no exterior e crescer a demanda por elas no país, a lei será revista”, diz ele. “As pesquisas devem prosseguir desde que resguardem o bom senso”, acrescenta Joaquim Clotet, vice-presidente da Sociedade Brasileira de Bioética.

No Brasil, a opinião da Igreja Católica certamente terá um peso importante. “O excesso de prudência não deve paralisar a ciência”, diz o padre Leo Pessini do Núcleo de Bioética da Universidade São Camilo, em São Paulo.” Mas também não se pode considerar o embrião como um amontoado de células.” É difícil prever o desenlace da polêmica. Uma coisa, porém, é certa. Os cientistas não vão desistir tão facilmente. Ao tentar controlar as células-tronco, eles estão apenas brincando de Deus. Quando conseguirem, estarão agindo como tal.

Para saber mais

Na internet

http://www.geron.com

http://www.advancedcell.com

Até onde a lei deixa ir

Cada país tem uma política quando se trata de mexer com embriões.

Caso a caso

A legislação brasileira não permite a produção de embriões humanos para serem usados em estudos, nem seu armazenamento. Ela também proíbe a manipulação de células-tronco embrionárias, independentemente do estágio de desenvolvimento do doador. Cada plano de pesquisa, no entanto, é avaliado individualmente pela CTNBio, o órgão federal que regulamenta projetos de biotecnologia. E, caso seja constatada a relevância do estudo, a legislação pode ser revista.

Quase consenso

Os países europeus assinaram em 1997 a Convenção dos Direitos Humanos e Biomedicina. Por meio dela fica vetada a criação de embriões para fins exclusivos de pesquisa. Além disso, as experiências devem garantir a proteção deles e, portanto, não permite descartá-los. A Inglaterra não assinou a Convenção e tem suas próprias leis, que admitem quaisquer experiências com células embrionárias, desde que elas sejam antes aprovadas por um comitê.

Verba federal

Nos Estados Unidos, uma lei federal impede o governo de financiar qualquer tipo de pesquisa que causea destruição de embriões humanos. Mas ela pode mudar. O presidente Bill Clinton ordenou a formação de uma comissão de bioética que considerou aceitável a liberação de verbas federais para esse fim. Por enquanto, as pesquisas são feitas por instituições privadas, que usam como fonte embriões descartados por clínicas de fertilização artificial, ou os resultantes de aborto natural, com permissão expressa dos doadores.

Um banco de recursos humanos

Pele e cartilagem feitas com enxerto de células já estão disponíveis. Outros órgãos entraram em fase de testes.

Medula espinhal

Para produzir um pedaço de medula, os cientistas injetaram células dela em ratos que tiveram parte do órgão retirado. O transplante fez com que os animais recuperassem parte de seus movimentos.

Osso

Já foram feitos vários testes de enxerto ósseo em animais, como o cachorro. As experiências em humanos devem começar nos próximos meses.

Rim

Os cientistas já conseguiram construir uma estrutura com a capacidade de reter impurezas do sangue e da água do corpo. Mas ainda não é tão eficiente quanto um rim natural.

Bexiga

Já foi construída para alguns animais, como o cachorro. Os testes com seres humanos devem começar no ano que vem.

Cartilagem

Já pode substituir partes danificadas do joelho e outras articulações. Em testes, células de cartilagem muito flexíveis melhoraram o funcionamento de bexigas urinárias que perderam a elasticidade.

Coração

Dentro de dez anos deve ficar pronto o primeiro para testes em humanos. Antes disso, serão disponibilizados vasos sanguíneos e válvulas cardíacas, já testadas com sucesso em ovelhas.

Pele

Foi o primeiro tecido criado. Já é usada depois de cirurgias de câncer, queimaduras, doenças relacionadas ao diabete e para a reconstrução da mama.

Fígado

Esse órgão tem apenas cinco tipos de células, mas elas desempenham milhares de funções diferentes. Por isso, até agora só foram cultivadas partes independentes do tecido.

Pâncreas

Os cientistas tentam multiplicar em laboratório as células produtoras de insulina. Mas ainda não há experimentos para desenvolver o órgão inteiro.

Intestino

Pedaços do órgão de animais foram desenvolvidos em laboratório e se mostraram eficientes para fazer digestão.

Receita para um intestino

Boa parte do órgão de um camundongo foi construída a partir de poucas células.

1. O primeiro passo foi recolher um punhado de células intestinais do bicho e colocá-las em uma lâmina com um caldo de nutrientes. Aí, elas começaram a se multiplicar.

2. O caldo com as células foi injetado em um molde em forma de tubo preparado com uma espécie de esponja biodegradável.

3. O tubo foi colocado no abdome do animal através de um orifício. Alimentadas pela corrente sanguínea, as células se desenvolveram ainda mais, encobrindo o tubo. Aos poucos, a esponja foi se desfazendo, destruída pelos microrganismos do próprio corpo.

4. Três semanas depois, o pedaço de intestino estava pronto para ser emendado ao órgão original. Ficou perfeito. Tinha até vilosidades, as curvaturas por meio das quais o intestino absorve os nutrientes.

Clonagem para a saúde

Veja como a empresa americana Advanced Cell Technology produziu um embrião humano com uma célula de pele de adulto e o óvulo de uma vaca

1. De uma célula extraída da pele da perna de um doador, foi removido o núcleo, que continha todo o material genético. Nele está escrita a receita completa para a formação daquele ser humano.

2. Os cientistas retiraram um óvulo de uma vaca, removeram também o seu núcleo e colocaram no lugar o material genético do doador humano.

3. Aplicou-se, então, uma descarga elétrica sobre o óvulo. Isso desencadeou a divisão celular do óvulo da vaca, como numa gravidez. A diferença é que os genes eram humanos.

4. O óvulo foi colocado no útero do animal, onde começou a se dividir e a crescer. Na prática, a vaca engravidou de um ser humano. Se tivesse sido implantado no útero de uma mulher, geraria um clone do doador.

5. Doze dias depois, os cientistas interromperam a gestação e removeram o ovo, numa fase em que não existia ainda mais do que 100 células, chamada de blastocisto. Essas são as células-tronco, capazes de dar origem a qualquer órgão do corpo, como ocorre numa gravidez comum.

Órgãos de proveta

O cientista James Thomson descobriu um método para cultivar células-tronco em laboratório.

1. Primeiro, Thomson remove do blastocisto (um estágio inicial do desenvolvimento embrionário) as células-tronco. É delas que se ramificam no útero todos os órgãos do corpo humano.

2. Depois, ele coloca esse grupo de células, cerca de 100 apenas, numa solução de substâncias chamada fator de crescimento. Elas continuam se multiplicando sem se diferenciar, isto é, sem se transformar em órgãos específicos, como aconteceria no útero.

3. Ao mudar o fator de crescimento colocado na proveta, elas se transformam em tecidos especializados. Uma combinação da proteína ativina com o ácido retinóico, por exemplo, estimula a transformação das células-tronco em células de rim.

4. Por enquanto, Thomson espera que o material cultivado em laboratório seja usado para fazer enxertos em órgãos doentes. Posteriormente, poderão ser a matéria-prima para a construção de órgãos inteiros.