Organoides Renais Derivados de Células-Tronco Avançam na Pesquisa de LRA e na Medicina Regenerativa

Pesquisadores fizeram avanços significativos na pesquisa de organoides renais, com novas plataformas que oferecem sistemas derivados de humanos para estudar a lesão renal aguda (LRA) e impulsionar a medicina regenerativa. Um estudo publicado na Genome Medicine descreve um modelo de organoide renal vivo desenvolvido na Monash University que reproduz características-chave da lesão renal humana, fornecendo uma plataforma para investigar por que algumas células renais se recuperam enquanto outras progridem para doença crônica. Separadamente, cientistas da University of Southern California criaram com sucesso células "progenitoras" artificiais de néfrons para formar "organoides renais", minirrins que imitam partes-chave do órgão real.

A plataforma de organoides da Monash University, cultivada a partir de células-tronco, pode oferecer aos pesquisadores de descoberta de medicamentos um sistema mais relevante para humanos para investigar tratamentos potenciais antes de avançarem para testes clínicos. A LRA é um declínio súbito da função renal que pode ocorrer após cirurgias de grande porte, transplantes ou exposição a certos medicamentos, incluindo quimioterapia, e afeta até 20% das internações hospitalares, segundo o Professor John Kanellis, Diretor de Nefrologia da Monash Health. Apesar de seu impacto clínico, há tratamentos limitados que promovam diretamente a recuperação renal após a LRA. A nova plataforma permite que os pesquisadores recriem aspectos da lesão renal em tecido derivado de humanos e examinem como diferentes populações de células respondem, com o objetivo de identificar tratamentos que possam proteger o rim ou melhorar a recuperação após a lesão. O Dr. Alexander Combes, Chefe do Laboratório de Desenvolvimento e Doença e Diretor da Plataforma de Modificação Genômica da Monash, afirmou que a equipe está agora usando a plataforma de organoides para rastrear terapias potenciais, incluindo medicamentos existentes que poderiam ser reaproveitados para lesão renal.

Na University of Southern California, pesquisadores geraram células "progenitoras" artificiais de néfrons — as células que eventualmente formam néfrons maduros — e as usaram para construir organoides renais 3D. Ao ajustar a atividade de duas proteínas, p38 e YAP, os cientistas conseguiram fazer com que essas células, tanto de camundongos quanto humanas, se multiplicassem por longos períodos em laboratório como linhagens celulares estáveis. As células progenitoras de néfrons (CPNs) cultivadas em laboratório apoiaram o crescimento sustentado de células-tronco de camundongos e humanas, e quando os pesquisadores examinaram os néfrons produzidos por essas CPNs, descobriram que eram notavelmente semelhantes às células progenitoras renais humanas reais. A equipe também descobriu que os podócitos, células renais maduras responsáveis pela filtragem do sangue dentro do néfron, podem reverter para um estado semelhante ao das CPNs, o que significa que células totalmente desenvolvidas podem retornar a uma fase mais jovem, semelhante à progenitora. O autor principal, Zhongwei Li, afirmou que o avanço pode acelerar a descoberta de medicamentos, aprofundar a compreensão das raízes genéticas do desenvolvimento e das doenças renais, e fornecer um suprimento confiável de células progenitoras de néfrons como blocos de construção essenciais para rins sintéticos usados em futuras terapias de substituição renal.

Em um desenvolvimento separado, a Auxilium Biotechnologies alcançou um avanço histórico na medicina regenerativa ao imprimir com sucesso, pela primeira vez, tecidos renais e hepáticos vivos em 3D a bordo da Estação Espacial Internacional sob condições de microgravidade. A plataforma automatizada AMP-1, usando estruturas celulares e designs de tecidos desenvolvidos por especialistas do Wake Forest Institute for Regenerative Medicine, alcançou biomanufatura de alta precisão e múltiplas finalidades. As principais conquistas da missão espacial incluíram a primeira produção de tecido renal humano vivo no espaço, o primeiro tecido hepático funcional totalmente bioimpresso em órbita, a primeira produção simultânea de três tipos diferentes de tecido durante uma única missão e a fabricação de um lote de 28 implantes funcionais de reparo nervoso. Graças ao ambiente de microgravidade, os cientistas alcançaram uma distribuição excepcionalmente uniforme de células em todas as estruturas de tecido, abrindo possibilidades para a criação de produtos biológicos complexos e, eventualmente, a fabricação de órgãos artificiais totalmente funcionais. A cápsula que transportava as amostras caiu na costa da Califórnia às 5h11, horário do Pacífico, em 17 de junho. O principal objetivo comercial e científico do projeto é criar organoides, modelos tridimensionais em miniatura de órgãos humanos, que gigantes farmacêuticos e laboratórios de pesquisa usam para estudar mecanismos de doenças, testar a segurança de medicamentos e modelar respostas a tratamentos. A capacidade de imprimir organoides diretamente no espaço daria aos pesquisadores acesso autônomo a experimentos e eliminaria a dependência dos cronogramas de lançamento de naves espaciais. A Auxilium está desenvolvendo uma estratégia de longo prazo para integrar suas impressoras em futuras estações orbitais comerciais, incluindo projetos como Vast e Starlab, e espera-se que a tecnologia seja ampliada para apoiar missões interplanetárias de longa duração e fornecer cuidados médicos autônomos em bases lunares permanentes.