Regeneração do coração humano, marcapasso cultivado em laboratório e coração-em-um-chip marcam avanços na cardiologia
Células do músculo cardíaco humano podem se regenerar após um ataque cardíaco; cientistas também construíram um nó sinoatrial cultivado em laboratório e um coração-em-um-chip que bate com detecção em nível celular.
Pesquisadores demonstraram pela primeira vez que as células do músculo cardíaco humano podem se regenerar após um ataque cardíaco, criaram o primeiro nó sinoatrial cultivado em laboratório do mundo e desenvolveram um 'coração-em-um-chip' que bate e pode monitorar a atividade cardíaca em nível celular. Esses avanços podem levar a novas formas de tratar e estudar doenças cardiovasculares, a principal causa de morte no mundo.
Em um estudo publicado na Circulation Research, cientistas da Universidade de Sydney, do Baird Institute e do Royal Prince Alfred Hospital descobriram que as células do músculo cardíaco podem se regenerar após um ataque cardíaco, um processo observado anteriormente apenas em camundongos. O aumento da mitose, processo no qual as células se dividem e se reproduzem, foi confirmado pela primeira vez em tecido cardíaco humano. O estudo analisou tecido coletado de pacientes vivos durante cirurgia de bypass, usando amostras de áreas doentes e saudáveis do coração. Um ataque cardíaco pode destruir até um terço das células do coração humano e, embora as taxas de sobrevivência tenham melhorado, muitos pacientes desenvolvem insuficiência cardíaca, uma condição que só pode ser curada por meio de transplante. Na Austrália, cerca de 144 mil pessoas vivem com insuficiência cardíaca, mas apenas cerca de 115 transplantes de coração são realizados por ano. A pesquisa identificou diversas proteínas que, em estudos anteriores, mostraram estar envolvidas na regeneração cardíaca em camundongos, com o objetivo de desenvolver terapias que amplifiquem a capacidade natural do coração de produzir novas células.
Separadamente, cientistas em Xangai desenvolveram o primeiro nó sinoatrial cultivado em laboratório do mundo, a pequena estrutura que atua como marcapasso natural do coração. Usando células-tronco pluripotentes humanas, a equipe construiu um organoide 3D capaz de bater de forma autônoma. O nó sinoatrial, localizado no interior do átrio direito, envia continuamente sinais elétricos que determinam quando os átrios e ventrículos devem se contrair. Se ele falhar, os batimentos cardíacos podem diminuir para níveis perigosos ou parar completamente. O organoide pode transformar a pesquisa de doenças cardíacas e a triagem de medicamentos, segundo os pesquisadores.
Em outro avanço, cientistas de diversas instituições canadenses criaram um 'coração-em-um-chip' (HOC) tridimensional que bate sozinho e responde previsivelmente a medicamentos comuns. É o primeiro a incorporar uma plataforma de dupla detecção que fornece monitoramento em tempo real da atividade em todo o tecido cardíaco, até o nível celular. Os pesquisadores coletaram células do músculo cardíaco e células de tecido conjuntivo de ratos, semearam-nas em chips de silício dentro de uma matriz semelhante a gel e incorporaram dois tipos de sensores: pilares elásticos que se deformam a cada batimento cardíaco para medir a força contrátil, e microssensores de hidrogel com média de 50 micrômetros que captam tensões mecânicas locais em nível celular. Testes com norepinephrine, que aumenta a atividade cardíaca, e blebbistatin, um inibidor da atividade muscular, funcionaram como previsto, demonstrando o potencial do HOC para triagem de medicamentos. A equipe planeja agora simular doenças usando células de pacientes com cardiomiopatia dilatada e arritmias, com o objetivo de longo prazo de usar HOCs para identificar o medicamento mais eficaz para cada paciente antes de administrar o tratamento. A pesquisa foi publicada na revista Nano Micro Small.