Cientistas criaram o primeiro embrião artificial sem utilizar células sexuais

Uma descoberta que poderá desvendar os principais mistérios por trás do início da vida.

embrião artificial

Pela primeira vez na história, conseguiu-se criar um embrião artificial funcional a partir de um esboço, utilizando apenas dois tipos de células estaminais. Esta experiência demonstrou que é possível formar vida numa placa de Petri.

As células estaminais utilizadas na experiência cresceram fora de um organismo e foram capazes de se transformar em vários órgãos internos em estadios precoces, tal como acontece num embrião convencional. Os cientistas acreditam que esta técnica vai desvendar alguns dos maiores mistérios acerca do início da vida.

As tentativas anteriormente feitas para criar um embrião artificial utilizavam apenas um tipo de células estaminais, as células estaminais embrionárias (ESCs – embryonic stem cells), motivo pelo qual todas elas fracassaram. Na verdade, para a formação e correcto desenvolvimento de um embrião, não só são necessárias as células estaminais embrionárias, células que posteriormente vão dar origem ao organismo em si, como também as células estaminais trofoblásticas extra-embrionárias (TSCs – trophoblast stem cells) e as células estaminais endodérmicas primitivas, que fornecem um suprimento estável de nutrientes ao embrião e que posteriormente vão formar a placenta e o saco vitelino. Foram estes dois tipos de células estaminais que foram utilizados nesta experiência e que permitiram o sucesso deste estudo, comparativamente aos anteriormente realizados.

Zernicka-Goetz e a sua equipa de investigadores utilizaram uma combinação de ESCs e TSCs de ratinhos geneticamente modificados, construíram um molde 3D de gel sobre o qual as células estaminais podiam crescer, e conseguiram mimetizar um embrião natural. “Nós sabíamos que as interacções entre os diferentes tipos de células estaminais eram importantes para o desenvolvimento do embrião, mas o mais interessante acerca do nosso trabalho é que ele ilustra verdadeiramente uma cooperação entre estas células, elas guiam-se umas às outras (…) Sem esta parceria, o correcto desenvolvimento da forma e da actividade temporal dos mecanismos biológicos centrais no desenvolvimento de um embrião não ocorriam de forma adequada”, diz a cientista da Universidade de Cambridge que liderou a investigação.

Após 4/5 dias do início do estudo, os investigadores já tinham inúmeros embriões vivos que se assemelhavam em 92% aos embriões de ratinho convencionais, não só na sua aparência, mas também na forma como eles se começaram a diferenciar em vários tecidos e órgãos. “Os embriões formados têm regiões correctas que se desenvolveram no lugar certo à hora certa”, refere Zernicka-Goetz.

Os investigadores de Cambridge fizeram com que os diferentes tipos de células estaminais brilhassem com cores distintas, por forma a acompanhar-se de perto o trajecto e o comportamento seguido por cada uma delas à medida que o embrião se desenvolvesse.

Na imagem que acompanha o artigo consegues ver o embrião de ratinho às 96 horas (do lado esquerdo) e às 48 horas do estadio de blastocisto (do lado direito). A parte vermelha é embrionária (organismo em desenvolvimento) e a parte azul é extra-embrionária (placenta e saco vitelino).

Em nenhum dos estadios foi necessário um ovo ou espermatozoides para que a vida fosse criada. “Nós pusemos os 2 tipos de células estaminais juntos, o que nunca foi feito anteriormente, de forma a permiti-los comunicar umas com as outras e percebemos que as células se conseguiram auto-organizar sem a nossa ajuda.”

Os embriões alcançaram um estadio de desenvolvimento grosseiramente equivalente a um terço do percurso normal até ao término de uma gravidez de ratinho. Os investigadores admitiram que seria muito complicado o embrião continuar o seu desenvolvimento a partir desta fase sem a adição de células estaminais endodérmicas primitivas, necessárias para o desenvolvimento do saco vitelino, uma fina membrana que adere ao embrião e  garante o suprimento de nutrientes e células sanguíneas até a placenta se tornar plenamente funcional.

O objectivo desta investigação não foi avançar no ramo da vida artificial, mas sim abrir uma janela na percepção do que efectivamente acontece nos estádios iniciais da vida. Ao fazerem crescer vida artificial fora de um útero, sem ovos nem espermatozoides, os investigadores garantiram um suprimento estável de embriões “teste” com os quais podem tentar perceber os detalhes da formação da vida.

O próximo passo será perceber se a técnica funciona utilizando células estaminais de humanos. “Nós achamos que é possível mimetizar muitos dos eventos do desenvolvimento humano que ocorrem antes dos 14 dias, usando células estaminais embrionárias e extra-embrionárias e uma técnica semelhante à utilizada com células estaminais de ratinhos (…) Estamos muito optimistas quanto ao facto desta investigação nos vir a possibilitar o estudo de eventos-chave neste estadio crítico do desenvolvimento humano sem termos que usar efectivamente embriões. Perceber a forma como o desenvolvimento normalmente ocorre permite-nos perceber porque é que o mesmo ocorre tantas vezes de forma errada.”

Com esta técnica aplicada a células estaminais humanas, será possível obter uma quantidade considerável de embriões artificiais para este tipo de estudos, sem recorrer aos doados pelas clínicas de fecundação in vitro que actualmente são responsáveis por esse fornecimento. No vídeo abaixo dois elementos da equipa de investigação falam sobre a experiência.

O trabalho de investigação desta equipa foi publicado na revista Science.