Organoides feitos de fluido uterino podem ajudar a tratar fetos antes do nascimento

Bebês que nascem com condições médicas graves poderão um dia obter melhores diagnósticos e tratamentos enquanto estiverem no útero, graças a uma nova técnica que envolve recolher amostras de células do fluido no útero e cultivá-las em laboratório. As descobertas foram relatadas na revista Nature Medicine.

Numa inovação mundial, Paolo De Coppi, do Great Ormond Street Hospital, em Londres, e os seus colegas demonstraram que as células fetais recuperadas do líquido amniótico podem ser induzidas a formar bolas em miniatura de tecido pulmonar, renal ou do intestino delgado, chamadas organoides. Eles também mostraram que esses organoides pulmonares poderiam ajudar a orientar o tratamento de bebês nascidos com uma doença pulmonar às vezes fatal chamada hérnia diafragmática congênita (HDC).

A técnica ainda não foi utilizada no tratamento de nenhuma criança, mas os resultados mostram que, em princípio, é possível, diz De Coppi. A técnica também poderia ser modificada para ajudar em várias outras doenças congênitas, numa estratégia que os pesquisadores chamam de “medicina pré-natal personalizada”.

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A ideia explora uma abordagem recente em que as células cultivadas em laboratório são induzidas a crescer em organoides de tecido, do tamanho aproximado de uma lentilha, que assumem uma estrutura tridimensional. Estes organoides, então, capturam certos aspectos do tecido em questão, incluindo se ele é saudável ou está crescendo anormalmente, melhor do que a técnica padrão de crescimento de células em uma camada bidimensional.

A equipe mostrou agora que amostras de líquido amniótico colhidas durante a gravidez contêm células fetais capazes de formar organoides de tecido dos pulmões, rins e intestino delgado.

Estudar organoides feitos de células de um feto conhecido por ter uma doença congênita pode fornecer aos médicos mais informações sobre exatamente qual forma a doença assumirá, quão grave é e como pode ser tratada.

No estudo, a equipe criou organoides para 12 fetos com HDC, onde os órgãos abdominais sobem para o tórax e impedem o crescimento adequado do pulmão esquerdo. A condição pode ser tratada enquanto o feto está no útero, empurrando um balão para dentro do pulmão para expandi-lo, ajudando-o a se desenvolver melhor.

Os pesquisadores criaram organoides pulmonares a partir dos fetos antes e depois do tratamento com balão. Eles viram indícios de que os organoides criados após o tratamento se comportavam mais como tecido pulmonar saudável do que os feitos anteriormente, sugerindo que o tratamento foi bem-sucedido.

A técnica de organoides poderia, portanto, ser usada para monitorar se o tratamento funcionou, bem como avaliar se ele é necessário em primeiro lugar, já que os médicos só realizam essa intervenção nas formas mais graves da doença.

“Isso tem muito potencial para diagnósticos funcionais”, diz De Coppi. “Sabemos como fazer diagnósticos com base em imagens, mas às vezes há um amplo espectro possível de gravidade da condição. Esperamos oferecer uma melhor ferramenta de diagnóstico pré-natal.”

“Se tivermos a possibilidade de categorizar uma doença em leve, moderada ou grave, é uma grande conquista”, afirma Cecilia Götherström, do Instituto Karolinska, em Estocolmo, na Suécia.

Holm Schneider, do Hospital Universitário de Erlangen, na Alemanha, diz que a abordagem também sugere a possibilidade de um dia transformar organoides em tecidos maduros para implantação em bebês após o nascimento, por exemplo, em condições onde falta parte do intestino. “Se pudéssemos conceber estruturas semelhantes a intestinos para estarem disponíveis após o nascimento destas crianças, estaríamos numa posição muito melhor”, diz ele.

No artigo publicado, os pesquisadores descrevem a derivação pré-natal guiada por célula única de organoides epiteliais fetais primários a partir de fluidos amniótico e traqueal humanos.

Eles relatam que o isolamento de células-tronco fetais específicas do tecido e a derivação de organoides primários são limitados a amostras obtidas no término da gravidez, dificultando a investigação pré-natal do desenvolvimento fetal e de doenças congênitas. Portanto, são necessários novos modelos in vitro específicos do paciente.

Para tanto, seria vantajoso o isolamento e a expansão de células-tronco fetais durante a gravidez, sem a necessidade de amostras de tecido ou reprogramação. O líquido amniótico (LA) é uma fonte de células de vários órgãos em desenvolvimento. Utilizando análise unicelular, caracterizou-se as identidades celulares presentes no LA humano.

Identificou-se e isolou-se células-tronco/progenitoras epiteliais viáveis de origem fetal gastrointestinal, renal e pulmonar. Após a cultura, essas células formaram organoides epiteliais clonais, manifestando a identidade do intestino delgado, do túbulo renal e do pulmão. Os organoides do LA exibem transcrição, expressão proteica e características funcionais de seu tecido de origem.

Com relevância para a modelagem de doenças pré-natais, derivou-se organoides pulmonares de células de LA e de líquido traqueal de fetos com hérnia diafragmática congênita, recapitulando algumas características da doença.

Os organoides do LA são derivados em um cronograma compatível com a intervenção pré-natal, permitindo potencialmente a investigação de ferramentas terapêuticas e estratégias de medicina regenerativa personalizadas para o feto em estágios de desenvolvimento clinicamente relevantes.

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Fontes:
Nature Medicine, publicação em 04 de março de 2024.
New Scientist, notícia publicada em 04 de março de 2024.