Cientistas criam o primeiro modelo de células 3D do mundo para ajudar a desenvolver tratamentos para lesões labiais devastadoras

Usamos nossos lábios para falar, comer, beber e respirar; eles sinalizam nossas emoções, saúde e beleza estética. É necessária uma estrutura complexa para desempenhar tantas funções, por isso os problemas labiais podem ser difíceis de reparar com eficácia. A investigação básica é essencial para melhorar estes tratamentos, mas até agora, não estavam disponíveis modelos que utilizassem células labiais – que funcionam de forma diferente de outras células da pele.

Num estudo publicado em Fronteiras na biologia celular e do desenvolvimentoos cientistas relatam a imortalização bem-sucedida de células labiais doadas, permitindo o desenvolvimento de modelos labiais clinicamente relevantes em laboratório. Esta prova de conceito, uma vez expandida, poderá beneficiar milhares de pacientes.

“O lábio é uma característica muito proeminente do nosso rosto”, disse o Dr. Martin Degen, da Universidade de Berna.

“Quaisquer defeitos neste tecido podem ser altamente desfigurantes. Mas até agora faltavam modelos de células labiais humanas para o desenvolvimento de tratamentos. Com a nossa forte colaboração com a Clínica Universitária de Cirurgia Pediátrica do Hospital Universitário de Berna, conseguimos mudar isso, usando lábios tecido que teria sido descartado de outra forma.”

Células primárias doadas diretamente de um indivíduo são ideais para esse tipo de pesquisa, porque se acredita que retêm características semelhantes às do tecido original. No entanto, estas células não podem ser reproduzidas indefinidamente e são muitas vezes difíceis e caras de adquirir.

“O tecido labial humano não é obtido regularmente”, explicou Degen. “Sem essas células é impossível imitar as características dos lábios in vitro”.

A segunda melhor opção seriam células labiais imortalizadas que podem ser cultivadas em laboratório. Para conseguir isso, os cientistas alteram a expressão de certos genes, permitindo que as células continuem a reproduzir-se quando normalmente chegariam ao fim do seu ciclo de vida e parariam.

Os cientistas selecionaram células da pele de tecidos doados por dois pacientes: um em tratamento para laceração labial e outro em tratamento para fissura labial. Os cientistas usaram um vetor retroviral para desativar um gene que interrompe o ciclo de vida de uma célula e para alterar o comprimento dos telômeros nas extremidades de cada cromossomo, o que melhora a longevidade das células.

Estas novas linhas celulares foram então testadas rigorosamente para garantir que o código genético das linhas celulares permanecesse estável à medida que se replicavam e mantinham as mesmas características das células primárias.

Para garantir que as células imortalizadas não tivessem desenvolvido características semelhantes às do cancro, os cientistas procuraram quaisquer anomalias cromossómicas e tentaram cultivar tanto as novas linhas como uma linha de células cancerígenas em ágar mole – apenas as células cancerígenas deveriam ser capazes de crescer neste médio.

As linhas celulares não apresentavam anomalias cromossómicas e não podiam crescer no ágar. Os cientistas também confirmaram que as linhas celulares se comportavam como suas contrapartes primárias não modificadas, testando a produção de proteínas e mRNA.

Finalmente, os cientistas realizaram testes para ver como as células poderiam funcionar como futuros modelos experimentais para cura labial ou infecções. Primeiro, para ver se as células poderiam atuar como substitutos precisos para a cicatrização de feridas, eles rasparam amostras das células. As células não tratadas fecharam a ferida após oito horas, enquanto as células tratadas com factores de crescimento fecharam a ferida mais rapidamente; esses resultados coincidiram com os observados em células da pele de outras partes do corpo.

Em seguida, os cientistas desenvolveram modelos 3D usando as células e as infectaram com Candida albicans, uma levedura que pode causar infecções graves em pessoas com sistema imunológico fraco ou lábios fissurados. As células tiveram o desempenho esperado, com o patógeno invadindo rapidamente o modelo, pois infectaria o tecido labial real.

“Nosso laboratório se concentra em obter um melhor conhecimento das vias genéticas e celulares envolvidas na fissura labiopalatina”, disse Degen. “No entanto, estamos convencidos de que os modelos 3D estabelecidos a partir de células saudáveis ​​dos lábios imortalizadas têm potencial para serem muito úteis em muitos outros campos da medicina”.

“Um desafio é que os queratinócitos labiais podem ser de pele labial, mucosa ou de caráter misto”, acrescentou. “Dependendo da questão da investigação, pode ser necessária uma identidade celular específica. Mas temos as ferramentas para caracterizar ou purificar estas populações individuais in vitro.”