Notícia

Primeiro organoide ósseo cultivado em laboratório ajudará na compreensão de doenças ósseas

Fonte

Universidade Tecnológica de Eindhoven

Data

segunda-feira, 15 março 2021 09:40

Áreas

Bioquímica. Biotecnologia. Células-tronco.

Pesquisadores da Universidade Tecnológica de Eindhoven e do Centro Médico da Universidade Radboud (Radboudumc), nos Países Baixos, entrelaçaram várias células ósseas em um “organoide” que pode formar tecido ósseo novo de forma independente. É o modelo 3D mais completo de formação óssea conseguido até hoje. O modelo 3D permite o estudo dos principais processos bioquímicos com detalhes sem precedentes e pode ajudar a desvendar os vários mistérios que cercam a formação óssea. Além disso, o osso cultivado em laboratório é particularmente adequado para testar e projetar novos tratamentos para doenças ósseas, como osteoporose ou osteogênese imperfeita.

Ao usar células-tronco da medula óssea de um paciente para cultivar uma nova parte de seu tecido ósseo em laboratório, poderá ser observado como certas drogas afetam o tecido ósseo específico daquele paciente. Dessa forma, um tratamento específico e personalizado poderá ser implementado, potencialmente para qualquer paciente. Este é o mundo da Medicina personalizada.

Com este novo avanço, os pesquisadores já conseguiram realizar a primeira parte deste processo: cultivar uma porção de tecido ósseo natural a partir de células-tronco humanas. É o primeiro organoide de osso, uma versão simplificada do osso original, e os pesquisadores publicaram os resultados na revista científica Advanced Functional Materials.

Imagem Coerente

“Com isso, apresentamos, pela primeira vez, o quadro completo da formação óssea em estágio inicial”, disse a Dra. Sandra Hofmann, professora de Bioengenharia Óssea da Universidade Tecnológica de Eindhoven. E esse foi um passo muito importante, especialmente porque o processo pelo qual os ossos se formam ainda é um mistério.

O osso é um material muito complexo no qual, por um lado, inúmeras células e processos interagem e, por outro, uma engenhosa matriz de colágeno e mineral é construída para fornecer resistência ao material. Muito se sabe sobre os componentes individuais, mas faltava uma imagem coerente até agora.

Três tipos de células desempenham o papel principal na formação óssea: osteoblastos (que constroem o tecido ósseo), osteoclastos (que renovam o osso) e osteócitos (que regulam a construção e a renovação do osso).

“A maioria dos estudos até agora se concentrou em um desses tipos de células, mas com isso não se tem uma boa representação do tecido real. Apresentamos aqui um pedaço de osso trançado (osso em estágio inicial) que se desenvolveu a partir de células-tronco e contém dois tipos de células ósseas: osteoblastos e osteócitos. Agora sabemos que podemos fazer ossos semelhantes  exclusivamente com esses dois tipos de células.”

“E talvez mais importante, nosso sistema se comporta exatamente como o osso em estágio inicial. Mostramos que ambos os tipos de células produzem as proteínas de que as células precisam para sua funcionalidade e mostramos com detalhes que a matriz é, na verdade, a matriz óssea que vemos no tecido real”, disse a Dra. Anat Akiva, professora de Biologia Celular no Radboudumc.

O fato de uma representação simplificada da formação do osso em nível molecular agora ser possível oferece possibilidades sem precedentes, segundo os pesquisadores.

“Um osso consiste em 99% de colágeno e minerais, mas também há outro 1% de proteínas que são essenciais para a formação óssea bem-sucedida. Então, qual é o papel dessas proteínas? Como elas suportam a formação óssea? Nunca antes fomos capazes de olhar para os marcos desse processo em um nível molecular”, explicou o Dr. Nico Sommerdijk, professor do Radboudumc.

Com isso, os pesquisadores têm imediatamente um ótimo ponto de partida para investigar a causa das doenças genéticas dos ossos, como a ‘doença dos ossos frágeis’ e seus possíveis tratamentos.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Tecnológica Eindhoven (em inglês).

Fonte: Universidade Tecnológica Eindhoven. Imagem: Uma pequena parte do osso organoide, reconstruída com microscopia eletrônica 3D. As cores indicam diferentes células conectadas para formar a rede de osteócitos, embutidas na matriz de colágeno (em ciano). Fonte: Divulgação, Universidade Tecnológica de Eindhoven.

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