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Modelo organoide 3D escalável consegue reproduzir aspectos do desenvolvimento inicial de membros humanos

Fonte

Nik Papageorgiou, EPFL

Publicação Original

Escola Politécnica Federal de Lausanne

Áreas

Bioengenharia, Biologia, Biotecnologia, Engenharia Biológica, Engenharia de Tecidos, Genética, Microbiologia

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Resumo

Durante o desenvolvimento inicial, um embrião constrói os órgãos do corpo através da troca de sinais químicos entre diferentes tipos de células.

No desenvolvimento dos membros, uma fina faixa de células da pele na superfície do membro, chamada de ‘Crista Ectodérmica Apical’ (CEA), envia sinais que guiam a população subjacente à medida que cresce e forma osso, cartilagem e tecido conjuntivo.

A CEA é difícil de estudar porque se forma apenas brevemente no embrião e secreta vários tipos de moléculas de sinalização simultaneamente. Estudar essas interações em embriões é complexo, por isso os cientistas frequentemente recorrem a organoides, mini-órgãos cultivados em laboratório que viabilizam uma maneira controlada de estudar como as células se comportam e interagem à medida que os tecidos se formam.

Mas a maioria dos modelos de organoides relacionados aos membros tem se concentrado apenas no mesoderma, deixando de lado a CEA e outras células da pele (ectoderma superficial) que direcionam a formação dos membros.

“Sem examinar as características do centro de sinalização da CEA, os pesquisadores não podem caracterizar completamente como os destinos das células dos membros são coordenados ou como os tecidos se posicionam no corpo e tomam forma”, afirmou o Dr. Can Aztekin, que durante o estudo era pesquisador da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), na Suíça, e agora é pesquisador do Laboratório Friedrich Miescher da Sociedade Max Planck, na Alemanha.

O Dr. Can Aztekin liderou uma equipe de cientistas na produção de organoides tridimensionais chamados ‘budoides’, que exibem diversas características do desenvolvimento dos membros, incluindo a quebra de simetria (o primeiro passo para a formação dos membros) e a formação inicial da cartilagem. O estudo foi publicado na revista Science Advances.

Para produzir os budoides, os cientistas cultivaram culturas mistas de células-tronco embrionárias de camundongos que produziam populações de células semelhantes à região apical epidérmica, ectoderma superficial e mesoderma, essencialmente todos os tipos celulares encontrados em um membro em desenvolvimento.

Quando a equipe agregou essas células, elas se auto-organizaram em estruturas tridimensionais, criando os budoides.

“Os budóides oferecem uma alternativa mais ética para o estudo do desenvolvimento dos membros, uma área que tradicionalmente depende muito de animais”, afirmou o Dr. Can Aztekin. “Como esses métodos baseados em células-tronco reproduzem características essenciais dos tecidos embrionários, muitos experimentos que antes exigiam um grande número de embriões agora podem ser realizados em sistemas organoides controlados, sem o uso de animais. Isso possibilita estudos mecanísticos de alto rendimento, ao mesmo tempo que contribui para a substituição e redução do uso de animais em pesquisas”, concluiu.

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Autores/Pesquisadores Citados

Dr. Can Aztekin

Pesquisador do Laboratório Friedrich Miescher da Sociedade Max Planck

Publicação

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a revista científica Science Advances (em inglês).

Mais Informações

Acesse a notícia original completa na página da Escola Politécnica Federal de Lausanne (em inglês).

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