À primeira vista, parece o início de uma gravidez humana. Um embrião em forma de esfera pressiona suavemente o revestimento receptivo do útero e então se prende com firmeza, escavando para dentro à medida que os primeiros filamentos de uma futura placenta aparecem.
Isso é a implantação, o momento em que a gestação começa oficialmente.
Só que nada disso está acontecendo dentro de um corpo. Imagens foram capturadas em um laboratório de Pequim, dentro de um chip microfluídico, enquanto cientistas observavam a cena se desenrolar.
Em três artigos publicados pela Cell Press, cientistas estão relatando o que chamam de esforços mais precisos até agora para imitar, em laboratório, os primeiros momentos da gravidez. Eles pegaram embriões humanos de centros de fertilização in vitro e deixaram que se fundissem com “organoides” feitos de células endometriais, que formam o revestimento do útero.
Os relatos, dois da China e um terceiro, fruto de uma colaboração entre pesquisadores do Reino Unido, da Espanha e dos Estados Unidos, mostram como cientistas estão usando tecidos engenheirados para entender melhor o início da gravidez e, potencialmente, melhorar os resultados da fertilização in vitro.
“Você tem um embrião e o organoide endometrial juntos”, diz Jun Wu, biólogo da University of Texas Southwestern Medical Center, em Dallas, nos Estados Unidos, que contribuiu para os dois relatos chineses. “Essa é a mensagem abrangente de todos os três artigos.”
Segundo os artigos, essas combinações 3D são as recriações mais completas, até agora, dos primeiros dias de gravidez e devem ser úteis para estudar por que tratamentos de fertilização in vitro muitas vezes falham.
Em cada caso, os experimentos foram interrompidos quando os embriões tinham duas semanas de idade, ou menos. Isso se deve a regras legais e éticas que, em geral, impedem cientistas de avançar além de 14 dias.
No procedimento básico de fertilização in vitro, um óvulo é fecundado no laboratório e deixado para se desenvolver em um embrião esférico chamado blastocisto, um processo que leva alguns dias. Esse blastocisto então é colocado no útero de uma paciente, na esperança de que ele se estabeleça ali e, no fim, se torne um bebê.
Mas esse é um ponto comum de falha. Muitos pacientes descobrem que seu procedimento de fertilização in vitro não funcionou porque um embrião nunca se fixou.
Nos novos relatos, é esse vínculo inicial entre mãe e embrião que está sendo reproduzido no laboratório. “FIV significa fertilização in vitro, mas agora este é o estágio da implantação in vitro”, diz Matteo Molè, biólogo da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, cujos resultados com colaboradores na Europa estão entre os publicados hoje. “Considerando que a implantação é uma barreira [para a gravidez], temos o potencial de aumentar a taxa de sucesso se conseguirmos modelá-la em laboratório”.
Normalmente, a implantação fica totalmente fora de vista porque ocorre no útero de alguém, diz Hongmei Wang, bióloga do desenvolvimento no Instituto de Células-Tronco e Medicina Regenerativa de Pequim, na China, que coliderou o esforço ali. Wang muitas vezes estuda macacos porque consegue interromper suas gravidezes para coletar os tecidos de que precisa para ver. “Sempre esperamos entender a implantação de embriões humanos, mas nos faltou uma forma de fazer isso”, diz ela. “Está tudo acontecendo no útero”.
No estudo de Pequim, os pesquisadores testaram cerca de 50 embriões doados de fertilização in vitro, mas também realizaram outros mil experimentos usando os chamados blastoides. Estes últimos são imitações de embriões humanos em estágio inicial, fabricadas a partir de células-tronco. Blastoides são fáceis de produzir em grande quantidade e, como não são embriões de verdade, não estão sujeitos a tantas regras éticas sobre seu uso.
“A questão era: se temos esses blastoides, para que poderíamos usá-los?”, diz Leqian Yu, autor sênior do relatório do Instituto de Pequim. “O próximo passo óbvio era a implantação. Então, como você faz isso?”
Para a equipe de Pequim, a resposta foi construir uma câmara macia de silicone com canais minúsculos para adicionar nutrientes e um espaço para cultivar o organoide uterino. Depois disso, blastoides, ou embriões reais, poderiam ser introduzidos por uma janela no dispositivo, para que a “gravidez” pudesse começar.
“A principal questão que queremos tentar responder é qual é o primeiro diálogo cruzado entre o embrião e a mãe”, diz Yu. “Acho que talvez esta seja a primeira vez que conseguimos ver o processo inteiro.”
Aplicações médicas
Esta não é a primeira vez que pesquisadores tentam usar organoides para esse tipo de pesquisa. Pelo menos duas empresas levantaram recursos para comercializar sistemas semelhantes, em alguns casos apresentando os organoides como uma ferramenta para prever o sucesso da fertilização in vitro. Além da Dawn Bio, uma startup sediada em Viena, há a Simbryo Technologies, em Houston, que no mês passado disse que começaria a oferecer previsões “personalizadas” para pacientes de fertilização in vitro usando blastoides e organoides endometriais.
Para fazer esse teste, médicos vão coletar uma biópsia do revestimento uterino de uma paciente e cultivar organoides a partir dela. Depois disso, blastoides serão adicionados aos organoides para avaliar se uma mulher provavelmente será capaz de sustentar uma gravidez ou não. Se os blastoides não começarem a se implantar, isso pode significar que o útero da paciente não é receptivo e é a razão pela qual a fertilização in vitro não está funcionando.
A equipe de Pequim acredita que os organoides de gravidez também poderiam ser usados para identificar medicamentos que poderiam ajudar essas pacientes. No artigo, eles descrevem como fizeram organoides a partir de tecido retirado de mulheres que tiveram falhas repetidas de fertilização in vitro. Em seguida, testaram 1.119 medicamentos aprovados nessas amostras para ver se algo melhorava.
Vários pareceram ter efeitos úteis. Um composto químico, a avobenzona, um ingrediente em alguns tipos de protetor solar, aumentou a chance de um blastoide começar a se implantar de apenas 5% das vezes para cerca de 25% das vezes. Yu diz que seu centro espera, eventualmente, iniciar um ensaio clínico se conseguirem encontrar o medicamento certo para testar.
Útero artificial?
O grupo de Pequim está trabalhando em formas de aprimorar o sistema de organoides para que ele seja ainda mais realista. No momento, ele não tem tipos celulares importantes, incluindo células imunológicas e um suprimento de sangue. Yu diz que um próximo passo em que ele está trabalhando é adicionar vasos sanguíneos e minúsculas bombas ao seu dispositivo em chip, para que ele possa dar aos organoides uma espécie de circulação rudimentar.
Isso significa que, num futuro próximo, blastoides ou embriões provavelmente poderão ser cultivados por mais tempo, levantando questões sobre até onde os cientistas conseguirão levar a gravidez no laboratório. “Acho que essa tecnologia levanta, sim, a possibilidade de cultivar as coisas por mais tempo”, diz Wu, que afirma que alguns veem a pesquisa como um passo inicial rumo à criação de bebês inteiramente fora do corpo.
No entanto, Wu diz que incubar um humano até o termo no laboratório continua impossível, por enquanto. “Essa tecnologia certamente está relacionada à ectogênese, ou ao desenvolvimento fora do corpo”, diz ele. “Mas não acho que esteja nem perto de um útero artificial. Isso ainda é ficção científica.”
Antonio Regalado
