‘Modelos de embriões’ desafiam os conceitos legais, éticos e biológicos de um ‘embrião’

Enquanto isso, a equipe de Hanna em Israel estava cultivando modelos de embriões de camundongos de maneira semelhante, conforme descrito em um artigo publicado em Célula que foi publicado pouco antes do artigo do grupo de Zernicka-Goetz. Os modelos de Hanna também foram feitos apenas de células-tronco embrionárias, algumas das quais foram geneticamente induzidas a se tornar células TSC e XEN. “Todo o embrião sintético cheio de órgãos, incluindo membranas extraembrionárias, pode ser gerado começando apenas com células-tronco pluripotentes ingênuas”, disse Hanna.

Os modelos de embriões de Hanna, como os feitos por Zernicka-Goetz, passaram por todos os estágios iniciais de desenvolvimento esperados. Após 8,5 dias, eles tinham uma forma corporal grosseira, com cabeça, brotos de membros, coração e outros órgãos. Seus corpos estavam ligados a uma pseudo-placenta feita de TSCs por uma coluna de células como um cordão umbilical.

“Esses modelos de embriões recapitulam muito bem a embriogênese natural”, disse Zernicka-Goetz. As principais diferenças podem ser consequências da formação inadequada da placenta, uma vez que não consegue entrar em contato com o útero. Sinais imperfeitos da placenta defeituosa podem prejudicar o crescimento saudável de algumas estruturas de tecido embrionário.

Sem um substituto melhor para a placenta, “resta ver quanto mais essas estruturas irão se desenvolver”, disse ela. É por isso que ela acha que o próximo grande desafio será levar os modelos de embriões a um estágio de desenvolvimento que normalmente requer uma placenta como interface para os sistemas sanguíneos circulantes da mãe e do feto. Ninguém ainda encontrou uma maneira de fazer isso in vitro, mas ela diz que seu grupo está trabalhando nisso.

Hanna reconheceu que ficou surpreso com a forma como os modelos de embriões continuaram a crescer além da gastrulação. Mas ele acrescentou que, depois de trabalhar nisso por 12 anos, “você fica empolgado e surpreso com cada marco, mas em um ou dois dias você se acostuma e dá como certo e se concentra no próximo objetivo”.

Jun Wu, biólogo de células-tronco do Southwestern Medical Center da Universidade do Texas, em Dallas, também ficou surpreso com o fato de modelos de embriões feitos apenas de células-tronco embrionárias poderem chegar tão longe. “O fato de que eles podem formar estruturas semelhantes a embriões com clara organogênese inicial sugere que podemos obter tecidos aparentemente funcionais ex utero, puramente baseados em células-tronco”, disse ele.

Em outra ruga, verifica-se que os modelos de embriões não precisam ser cultivados a partir de células-tronco embrionárias literais – isto é, células-tronco colhidas de embriões reais. Eles também podem ser cultivados a partir de células maduras tiradas de você ou de mim e regredidas a um estado semelhante a células-tronco. A possibilidade de tal “rejuvenescimento” de tipos de células maduras foi a descoberta revolucionária do biólogo japonês Shinya Yamanaka, que lhe rendeu uma parte do Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 2012. Essas células reprogramadas são chamadas de células-tronco pluripotentes induzidas e são produzidas pela injeção de células maduras (como células da pele) com alguns dos principais genes ativos nas células-tronco embrionárias.

Até agora, as células-tronco pluripotentes induzidas parecem capazes de fazer praticamente qualquer coisa que as células-tronco embrionárias reais podem fazer, incluindo crescer em estruturas semelhantes a embriões in vitro. E esse sucesso parece cortar a última conexão essencial entre modelos de embriões e embriões reais: você não precisa de um embrião para produzi-los, o que os coloca amplamente fora das regulamentações existentes.

Cultivando órgãos no laboratório

Mesmo que os modelos de embriões tenham semelhanças sem precedentes com embriões reais, eles ainda apresentam muitas deficiências. Nicolas Rivron, biólogo de células-tronco e embriologista do Instituto de Biotecnologia Molecular de Viena, reconhece que “os modelos de embriões são rudimentares, imperfeitos, ineficientes e carecem da capacidade de dar origem a um organismo vivo”.

A taxa de falha para modelos de embriões em crescimento é muito alta: menos de 1% dos aglomerados iniciais de células chegam muito longe. Anormalidades sutis, principalmente envolvendo tamanhos de órgãos desproporcionais, muitas vezes os extinguem, disse Hanna. Wu acredita que é necessário mais trabalho para entender as semelhanças com os embriões normais e as diferenças que podem explicar por que os modelos de embriões de camundongos não conseguiram crescer além de 8,5 dias.