'Minirrins' cultivados em laboratório apresentam avanço considerável

Em imagem ampliada, o material que pode ajudar na descoberta de novos tratamentos para as doenças renais e do sistema excretor - (crédito: Imagem de Biao Huang/Li Lab)

Cientistas da Universidade do Sul da Califórnia (USC) conquistaram grande progresso no cultivo em laboratório de células progenitoras de néfrons (NPCs) — estruturas programadas para formar o sistema de filtração do rim, os néfrons. As NPCs são uma estratégia considerada muito promissora para a compreensão do desenvolvimento renal e de doenças que afetam o sistema excretor, além de contribuírem na descoberta de novos tratamentos.

"Ao melhorar a nossa capacidade de cultivar NPCs a partir de células estaminais humanas, criamos um novo caminho para a compreensão e o combate às doenças renais congênitas e ao câncer", reforçou, em nota, o autor principal Zhongwei Li, professor assistente de medicina, biologia de células estaminais e medicina regenerativa, na Escola de Medicina Keck, da USC.

No estudo, os pós-doutores do laboratório de Li Biao Huang e Zipeng Zeng e equipe conseguiram aprimorar o coquetel químico utilizado na geração e no cultivo de NPCs em laboratório. Essa substância melhorada permitiu o crescimento sustentado das células progenitoras de néfrons de camundongos e humanos em um formato bidimensional. Para os estudiosos, esse é um grande incremento em relação ao sistema tridimensional anterior, que além de mais complicado, limitava a edição do genoma nas células.

O coquetel também permite a expansão de NPCs induzidas a partir de células-tronco humanas (iNPCs). Essas estruturas se assemelham muito às naturais do organismo humano. Graças à nova abordagem, as iNPCs podem ser geradas a partir de qualquer indivíduo, utilizando uma biópsia de sangue ou pele. Segundo os pesquisadores, a inovação facilitará a criação de modelos de doenças renais específicas e a identificação de medicamentos direcionados ao néfron.

Poderoso

O coquetel modificado pela equipe é poderoso o suficiente para reprogramar um tipo diferenciado de célula renal, conhecido como podócito, e transformá-lo de maneira semelhante à NPC. Para mostrar as aplicações práticas da invenção, os pesquisadores realizaram a edição genética das estruturas para rastrear genes relacionados com o desenvolvimento de doenças renais. A partir dessa avaliação foram identificados genes já conhecidos, e outros novos.

Flávia Gonçalves, nefrologista do Sírio-Libanês em Brasília, reforça que, durante o processo de reprogramação, é essencial garantir a estabilidade genômica das células, minimizando o risco de mutações ou instabilidade que podem comprometer a função da estrutura. "Alcançar uma taxa de reprogramação eficiente e uniforme em populações celulares é fundamental para obter resultados consistentes e replicáveis. Isso pode exigir otimização dos protocolos de reprogramação e controle rigoroso das condições de cultivo."

Segundo Gonçalves, as células progenitoras renais, geradas a partir da reprogramação precisam ser funcionalmente equivalentes às estruturas naturais. "Isso inclui a capacidade de se diferenciar em diversos tipos celulares renais e contribuir para a regeneração do tecido renal."

Em outro experimento, os estudiosos introduziram as mutações genéticas responsáveis pela doença renal policística (PKD) nas células cultivadas em laboratório. Essas NPCs se desenvolveram em estruturas semelhantes a pequenos rins, conhecidas como organóides, exibindo cistos — um sintoma característico da PKD.

A equipe então usou os organoides para rastrear compostos semelhantes a drogas que inibiam o aparecimento dos cistos. "Esse avanço tem potencial para a investigação renal de muitas maneiras críticas — desde a aceleração da descoberta de medicamentos até a descoberta das bases genéticas do desenvolvimento renal, das doenças e do cancro", frisou Li. "É importante ressaltar que também fornece suprimentos de NPCs como blocos de construção essenciais para construir rins sintéticos para terapia de substituição renal."

Elber Rocha, nefrologista e coordenador de transplante renal do Hospital Santa Lúcia, em Brasília, sublinha que a melhoria do coquetel químico para gerar e cultivar NPCs em laboratório pode fornecer uma plataforma mais precisa e controlada para estudar e compreender a embriologia e o desenvolvimento renal. "Ao replicar as condições in vitro, os pesquisadores podem manipular variáveis e observar como diferentes elementos afetam o processo de diferenciação celular, bem como o surgimento de alterações nesse processo."

O especialista detalha que além da doença renal policística, os organoides desenvolvidos a partir de NPCs podem ser utilizados para estudar uma variedade de problemas renais congênitos. Incluindo síndrome de Alport, que pode levar à insuficiência, doenças glomerulares e hipoplasia renal, na qual os rins não se desenvolvem completamente durante a gestação. "Esses são apenas alguns exemplos, mas a capacidade de modelar doenças renais congênitas com a utilização de NPCs oferece oportunidades valiosas para a compreensão dessas condições e o desenvolvimento de tratamentos mais eficazes."

Espelho

"A medicina personalizada inclui o perfil genético do paciente. Nesse contexto, a investigação de genes associados ao desenvolvimento de doenças renais utilizando células progenitoras de néfrons (NPCs) é uma ferramenta importante. Essas células agem como um modelo de laboratório que espelha a biologia do rim humano, permitindo que sejam identificados como genes específicos que afetam o desenvolvimento renal e a progressão de doenças. Com técnicas de triagem genética, é possível identificar tanto genes conhecidos como novos. Esse conhecimento é fundamental para entender os mecanismos subjacentes às condições. Além de ser essencial para desenvolver tratamentos personalizados que ajustam os medicamentos ou terapias para maximizar a eficácia e minimizar os efeitos colaterais, melhorando os resultados."

Giuseppe Gatto, nefrologista da Nefrostar e de Transplante Renal do Hospital Universitário de Brasília (HUB)