Uma equipa de investigadores demonstrou como as células do revestimento intestinal humano podem ser criadas fora do corpo de um indivíduo, e viverem dentro de um Intestino construído com recurso a microengenharia. Este novo e revolucionário avanço permite o teste personalizado de tratamentos por medicamentos.
A descoberta possui o potencial de mudar a forma como os pacientes são tratados a doenças gastrointestinais debilitantes e inflamatórias derivadas de fatores genéticos, como é o caso da doença de Crohn, colite ulcerativa e síndrome do intestino irritável.
Os investigadores consideram que em vez de expor os pacientes a tratamentos por medicamentos, que em alguns casos são caros, ineficazes ou causam efeitos colaterais nocivos, podem ser usadas as próprias células estaminais do indivíduo para produzir uma cópia do revestimento intestinal num Chip de microengenharia intestinal, e ai serem testados múltiplos medicamentos sobre o revestimento intestinal. Os médicos podem então determinar qual o medicamento que melhor funcionava no intestino do paciente.
O estudo, que envolveu investigadores do Cedars-Sinai Board of Governors Regenerative Medicine Institute e da em empresa Emulate, em Boston, foi já publicado na revista da American Gastroenterology Association.
Este avanço da investigação irá permitir que cientistas biomédicos estudem o funcionamento do revestimento intestinal de um paciente num microambiente controlado, onde o revestimento pode interagir com células imunes, células sanguíneas e fármacos, referiu Robert Barrett, investigador do Cedars-Sinai Board of Governors Regenerative Medicine Institute, e autor do estudo.
“Esta ligação entre a biologia e a engenharia permitiu recriar um revestimento intestinal que corresponde ao de um paciente com uma doença intestinal específica, sem a realização de uma cirurgia invasiva para obter uma amostra de tecido”, referiu Clive Svendsen, diretor do Cedars-Sinai Board of Governors Regenerative Medicine Institute.
O cientista, que é também coautor do estudo, referiu: “Nós podemos produzir um número ilimitado de cópias do tecido e usá-las para avaliar potenciais terapias. Trata-se de um avanço importante na medicina personalizada”.
A equipa de investigadores usou tecnologias avançadas para produzir e sustentar o revestimento intestinal, tendo o Cedars-Sinai fornecido as células estaminais pluripotentes induzidas ou iPSCs, enquanto a Emulate forneceu o chip intestinal, que é feito de um polímero flexível que possui canais minúsculos que pode ser revestido de milhares de células humanas vivas.
Para produzir as células estaminais pluripotentes induzidas, os investigadores do Cedars-Sinai reprogramaram pequenas amostras de sangue e células da pele de um adulto. Estas iPSCs são semelhantes às células estaminais embrionárias e podem produzir qualquer tipo de célula corporal.
De seguida e usando proteínas especiais e outras substâncias, os cientistas estimularam as iPSCs a produzir células do revestimento intestinal. Cada célula possuía a impressão digital genética única e as características do adulto que tinha doado as células originais. As novas células foram usadas para desenvolver versões em miniatura do revestimento intestinal da pessoa, conhecidos como organoides.
Os investigadores selecionaram células desses organoides e colocaram-nas dentro dos Chips-intestinais, que são do tamanho de pequenas pilhas tipo AA que recriam o microambiente natural do intestino humano, incluindo o epitélio intestinal, isto é, a camada de células que forma o revestimento de intestino delgado e do intestino grosso.
Os fluidos foram passados através dos microcanais dos chips, criando um ambiente que permitiu que as células desenvolvessem as estruturas tipo 3-D como as que se encontram no interior do intestino humano. Os testes mostraram que o revestimento intestinal formado pelos investigadores continha todos os tipos de células-chave normalmente encontrados nestes tecidos.
Geraldine A. Hamilton, presidente e diretora científica da Emulate e coautora do estudo referiu que “Os Chips Orgânicos abordam os principais desafios no estudo do intestino humano e doenças intestinais em laboratório”, e acrescentou: “O Chip de Intestino é como uma casa para as células humanas, fora do corpo, fornecendo-lhes o microambiente correto e as linhas biológicas que precisam para se comportarem exatamente como fazem no corpo”.
O Chip de intestino “também permite que aos investigadores a cultura de células epiteliais intestinais ao lado de outros tipos de células, como células imunes, e permite analisar como esses diferentes tipos de células interagem.”
