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Cientistas produzem timo funcional usando células-tronco humanas e andaimes de bioengenharia

Pesquisadores do Francis Crick Institute e da University College London reconstruíram um timo humano, um órgão essencial do sistema imunológico, usando células-tronco humanas e um arcabouço de bioengenharia. Seu trabalho é um passo importante para a construção de timo artificial que pode ser usado como transplante.

O timo é um órgão do tórax onde os linfócitos T, que desempenham um papel vital no sistema imunológico, amadurecem. Se o timo não funcionar corretamente ou não se formar durante o desenvolvimento fetal no útero, isso pode levar a doenças como imunodeficiência grave, em que o corpo não consegue combater doenças infecciosas ou células cancerosas, ou autoimunidade, em que o sistema imunológico ataca erroneamente o paciente próprio tecido saudável.

Em seu estudo de prova de conceito, publicado na Nature Communications hoje [sexta-feira, 11 de dezembro], os cientistas reconstruíram o timo usando células-tronco retiradas de pacientes que tiveram que remover o órgão durante a cirurgia. Quando transplantados em camundongos, os timos modificados pela bioengenharia foram capazes de apoiar o desenvolvimento de linfócitos T humanos maduros e funcionais.

Embora os pesquisadores já tenham reconstruído outros órgãos ou seções de órgãos, esta é a primeira vez que os cientistas reconstruíram com sucesso um timo humano completo. O estudo, que foi financiado principalmente pelo Conselho Europeu de Pesquisa (ERC), é um passo importante não apenas para futuras pesquisas e tratamento de deficiências imunológicas graves, mas também de forma mais ampla para o desenvolvimento de novas técnicas de cultivo de órgãos artificiais.

Sara Campinoti, autora e pesquisadora do Laboratório de Biologia de Células-Tronco Epiteliais e Medicina Regenerativa em Crick afirma: “Mostrar que é possível construir um timo funcional a partir de células humanas é um passo crucial para o crescimento do timo, que um dia poderia ser usado como transplantes “.

Para reconstruir este órgão, os pesquisadores coletaram timo de pacientes e em laboratório, desenvolveram células epiteliais do timo e células intersticiais do timo do tecido doado em muitas colônias de bilhões de células.

A próxima etapa dos pesquisadores foi obter um andaime estrutural do timo, que eles poderiam repovoar com as células do timo que haviam cultivado. Para isso, o pesquisador Asllan Gjinovci desenvolveu uma nova abordagem para remover todas as células do timo de ratos, de forma que apenas os suportes estruturais permanecessem. Eles tiveram que usar uma nova abordagem cirúrgica microvascular para isso, pois os métodos convencionais não são eficazes para o timo.

Asllan diz:

Esta nova abordagem é importante porque nos permite obter andaimes de órgãos maiores como o timo humano, algo essencial para trazer este belo trabalho para a clínica. ”

Os pesquisadores então injetaram os andaimes do órgão com até seis milhões de células epiteliais do timo humano, bem como células intersticiais das colônias que haviam crescido em laboratório. As células cresceram nos andaimes e depois de apenas cinco dias, os órgãos desenvolveram-se em um estágio semelhante ao observado em fetos de nove semanas.

Finalmente, a equipe implantou esses timos em ratos. Eles descobriram que em mais de 75% dos casos, o timo foi capaz de apoiar o desenvolvimento de linfócitos humanos.

Roberta Ragazzini, outra autora do artigo, acrescenta:

O fato de podermos expandir amplamente as células-tronco tímicas retiradas de doadores humanos em grandes colônias é realmente emocionante. Torna possível dimensionar o processo com vista a construir timo de ‘tamanho humano’. “

Paola Bonfanti, autora sênior e líder de grupo na Crick e professora da Divisão de Infecção e Imunidade da UCL diz: “Além de fornecer uma nova fonte de transplantes para pessoas sem um timo funcional, nosso trabalho tem outras aplicações futuras em potencial.

“Por exemplo, como o timo ajuda o sistema imunológico a reconhecer o eu do não-eu, isso representa um problema para os transplantes de órgãos, pois pode fazer com que o sistema imunológico ataque o transplante.

“É possível que possamos superar isso transplantando também um timo regenerado de células retiradas do timo do doador de órgãos. Estamos confiantes de que isso pode impedir que o corpo ataque o transplante. A pesquisa por trás disso ainda está nos primeiros dias, mas é um conceito estimulante que poderia eliminar a necessidade de os pacientes tomarem imunossupressores pelo resto da vida.

Os pesquisadores continuam seu trabalho reconstruindo o timo para refinar e ampliar o processo.

Comentário CCB:

O timo é o principal órgão produtor das células sanguíneas nas crianças e adolescentes. Produz 3 milhões de células por segundo.

Fonte: celulastroncors | IPCT