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Transplante, em animais, de pulmão criado em laboratório é bem-sucedido

Órgãos artificiais são promessa para aliviar crescente demanda

Faculdade de Medicina da Universidade do Texas
A equipe de pesquisa médica da Universidade do Texas criou pulmões a partir da bioengenharia e os transplantou para porcos adultos sem complicações médicas.

Em 2014, Joan Nichols e Joaquin Cortiella, da Faculdade de Medicina da Universidade do Texas (UTMB, na sigla em inglês), em Galveston, foram os primeiros pesquisadores a desenvolver com sucesso pulmões humanos em laboratórios de engenharia genética. Em um artigo disponível na revista Science Translational Medicine, eles fornecem detalhes de como seu trabalho progrediu desde 2014, chegando ao ponto de não se registrarem complicações nos porcos cobaias usados nos testes pré-clínicos.

"O número de pessoas que desenvolve lesões pulmonares graves aumentou em todo o mundo enquanto o número de órgãos transplantáveis disponíveis diminuiu", disse Cortiella, professor de anestesia pediátrica. "Nosso objetivo é, ao final, fornecer novas opções para as muitas pessoas que esperam por um transplante", disse Nichols, professor de medicina e diretor associado do Laboratório Nacional de Galveston da UTMB.

Para produzir um pulmão a partir de bioengenharia, é necessário usar um suporte que reproduza as características estruturais de um pulmão. Este suporte foi criado a partir do pulmão de uma outra cobaia. O órgão foi tratado com uma mistura especial de açúcar e detergente que eliminou as células e  o sangue originais, fazendo com que permanecesse apenas a parte estrutural do pulmão. Trata-se de uma estrutura no formato de um pulmão, mas feita totalmente por proteínas pulmonares.

As células usadas no experimento foram retiradas de um mesmo pulmão, que foi removido de cada um dos animais do estudo. Com esta fonte de células foi possível criar, por meio de bioengenharia, um pulmão cujo tecido fosse compatível com cada animal. A estrutura do pulmão foi colocada em um tanque que continha um coquetel de nutrientes cuidadosamente misturado. As células do próprio animal foram adicionadas posteriormente à estrutura pulmonar, seguindo um protocolo cuidadosamente projetado.

Os pulmões construídos por bioengenharia foram cultivados em um biorreator por 30 dias antes do transplante. Os animais receptores sobreviveram respectivamente por 10 horas, duas semanas, um mês e dois meses após o transplante, permitindo que a equipe de pesquisa examinasse o desenvolvimento do tecido pulmonar após o transplante e como o pulmão de bioengenharia se integraria ao corpo.

Todos os porcos que receberam um pulmão de bioengenharia permaneceram saudáveis. Duas semanas após o transplante, o pulmão de bioengenharia havia estabelecido uma forte rede de vasos sangüíneos, necessária à sua sobrevivência.

"Não observamos sinais de edema pulmonar, o que geralmente é um indício de que a vasculatura não está madura o suficiente", disseram Nichols e Cortiella. "Os pulmões manipulados por bioengenharia continuaram a se desenvolver após o transplante sem qualquer infusão de fatores de crescimento. O corpo forneceu toda a matéria prima que os novos pulmões precisavam."

Nichols disse que o foco do estudo foi aprender o quão bem o pulmão criado a partir da bioengenharia se adaptou e continuou a amadurecer dentro de um corpo vivo. Não se avaliou o desempenho do pulmão artificial quanto aos níveis de oxigenação.

"Nós sabemos que os animais tinham 100% de saturação de oxigênio, já que ainda tinham outro pulmão original funcionando normalmente", disse Cortiella. "Mesmo após dois meses, o pulmão feito a partir de bioengenharia ainda não estava maduro o suficiente para impedir que o animal respirasse no pulmão normal e mudasse apenas para o pulmão manipulado."

Por esse motivo, estudos futuros irão analisar a sobrevivência a longo prazo do pulmão, bem como a maturação de seus tecidos e sua capacidade de realizar trocas gasosas.

Os pesquisadores disseram que, com recursos suficientes, poderiam cultivar pulmões para transplantar em pessoas em circunstâncias críticas dentro de cinco a dez anos.

"Devido a muito envolvimento e a 15 anos de pesquisa chegamos até aqui. Nossa equipe fez algo incrível com um orçamento ridiculamente pequeno e um grupo extraordinariamente dedicado de pessoas", disseram Nichols e Cortiella.

Faculdade de Medicina da Universidade do Texas

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