Organóides renais humanos integrados com sucesso em rins de porco em estudo de transplante

Uma equipa de investigação liderada pelo Instituto de Bioengenharia da Catalunha (IBEC) e em colaboração com o Instituto de Investigação Biomédica da Corunha (INIBIC), bem como outros grupos de investigação internacionais, desenvolveu uma tecnologia pioneira que permite a produção de organoides renais humanos de forma escalonável.

Esta tecnologia permite que os organoides sejam combinados com rins de porco fora do corpo e depois transplantados de volta para o mesmo animal para avaliar a sua viabilidade. Este estudo inovador, publicado na revista Engenharia Biomédica da Naturezaé um marco significativo na medicina regenerativa e personalizada. Ele abre caminho para o uso de organoides renais derivados de células-tronco humanas em ensaios clínicos de terapia celular.

Liderado pela Dra. Núria Montserrat, que era investigadora principal do IBEC na época do estudo e agora é Ministra de Pesquisa e Universidades do Governo da Catalunha, este trabalho é o resultado de mais de uma década de pesquisa científica dedicada à medicina regenerativa e à bioengenharia de órgãos.

Como resultado desta pesquisa sustentada, a equipe conseguiu combinar pela primeira vez organoides renais humanos com rins de porco vivos conectados a máquinas de perfusão normotérmicas.

Esses dispositivos são comumente usados ​​em salas de cirurgia para manter órgãos vivos e oxigenados fora do corpo antes do transplante. Eles permitiram à equipe de pesquisa inserir organoides humanos em rins de porcos e monitorar sua integração e função em tempo real.

“Nossa pesquisa mostra que a combinação de tecnologias de perfusão organoide e ex vivo pode permitir intervenções celulares sob condições totalmente controladas”, explica o Dr. Montserrat.

“O objectivo a longo prazo é ser capaz de regenerar ou reparar um órgão antes do transplante. Isto poderia reduzir o tempo de espera dos pacientes crónicos e aumentar o número de órgãos viáveis ​​para transplante.”

Uma tecnologia escalável e segura

Um organoide renal é uma estrutura tridimensional medindo alguns micrômetros de tamanho que é cultivada, em laboratório, a partir de células-tronco humanas. Embora não seja um órgão completo, reproduz muitas de suas principais estruturas e funções.

Graças a estas características, os organoides permitem-nos estudar o desenvolvimento renal, testar novos medicamentos e espera-se que possam eventualmente ser utilizados para reparar tecidos renais danificados ou melhorar órgãos destinados a transplante.

Este estudo apresenta um método sistemático e escalonável para a produção de milhares de organoides renais humanos usando técnicas de microagregação e engenharia genética, o que é uma inovação.

“Apesar do grande potencial clínico dos organoides, um dos principais desafios na aplicação desta tecnologia a tratamentos médicos reais tem sido produzir esses organoides de forma escalonável, uniforme e acessível”, diz a Dra. Elena Garreta, pesquisadora sênior do grupo Puripotência para Regeneração de Órgãos do IBEC e co-autora do estudo.

“Agora, com nosso novo método, podemos gerar milhares de organoides renais sob condições controladas em um curto espaço de tempo com grande precisão, sem a necessidade de componentes complexos. Isso abre portas para aplicações como triagem de medicamentos e pesquisa de doenças.”

Além disso, a perfusão dos organoides nos rins através das máquinas mencionadas oferece uma vantagem fundamental: permite medir os parâmetros fisiológicos do órgão em tempo real, permitindo detectar imediatamente quaisquer sinais de dano ou rejeição.

Os experimentos foram realizados tanto ex vivo (fora do organismo) quanto in vivo (no mesmo animal), utilizando um modelo de transplante suíno altamente semelhante ao rim humano.

A equipe de pesquisa observou que, 24 e 48 horas após o transplante, os organoides humanos permaneceram integrados ao tecido renal suíno. Eles mantiveram sua viabilidade e não desencadearam nenhuma resposta imunológica significativa. O rim transplantado continuou a funcionar normalmente e não houve sinais de danos ou toxicidade.

Rumo à regeneração de órgãos antes do transplante

Segundo os autores, esta metodologia permite vislumbrar um cenário clínico em que os órgãos destinados ao transplante possam ser tratados e preparados antes da implantação.

A colaboração com o Instituto de Investigação Biomédica da Corunha (INIBIC), a Organização Nacional de Transplantes (ONT) e outras instituições, como o Instituto de Saúde Carlos III (ISCIII), tem sido essencial na transferência desta investigação para um ambiente cirúrgico pré-clínico realista.