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Bioengenheiros programam células para se transformarem em formas 3D

Cientistas replicaram alguns dos processos que fazem com que as células dobrem, enrolem e ondulem à medida que se tornam carne. Publicando suas descobertas recentemente na revista Developmental Cell, pesquisadores dos campus da Universidade da Califórnia em Berkeley e São Francisco disseram que sua descoberta foi um grande passo no crescimento de tecidos e órgãos e no desenvolvimento de novas terapias médicas no futuro.
“Estou realmente interessado em como as células se auto-organizam em tecidos e órgãos”, disse Zev Gartner, do Centro de Construção Celular da universidade, e autor sênior do artigo. “Se queremos construir com a biologia, essa é a linguagem de engenharia que precisamos aprender.”

A chave para a descoberta de Gartner e seus colegas foram as células-tronco mesenquimais, que, segundo ele, ligam outras células umas às outras da mesma forma que a argamassa segura tijolos. Eles estudaram as células do trato digestivo do rato, observando como as células empurravam e puxavam o colágeno – o tipo mais prevalente de proteína nos animais – para formas que eventualmente se tornariam vilosidades, ou pequenas projeções nos intestinos que ajudariam a absorver nutrientes.

No laboratório, eles colocaram células mesenquimais de camundongos e humanos em fibras de colágeno que eram tão longas quanto um centímetro, e então observaram as fibras se transformarem em diferentes formas. “Acontece mais de duas horas. É muito rápido ”, disse ele. “Eu estava totalmente deslumbrado.”

Eles também descobriram como prever as formas que as células criariam com base em sua colocação no colágeno e em outros fatores, produzindo envoltórios, tubos e desenhos abstratos como o Miura fold, um popular design de origami.

Eles também colocaram outras células, como células endoteliais de veias umbilicais humanas, no colágeno e descobriram que elas também se dobrariam e, em certas circunstâncias, ajudariam a construir novas formas.

Por último, propositadamente introduziram erros e desafios para impedir que as células mesenquimais dobrassem o colágeno. Mas muitas vezes as células continuaram a dobrar, sugerindo que elas eram robustas o suficiente para mais engenharia no futuro.

Gartner imaginou um dia amarrar as células para formar órgãos e outros tecidos.

“Uma única célula mesenquimal pode mudar a arquitetura do colágeno ao redor”, disse ele. “Mas grandes redes dessas células que se conectam espacialmente, centenas de milhares dessas células trabalhando juntas, organizadas de certas maneiras, podem agora fazer coisas realmente incríveis, dobrando esses tecidos em padrões realmente elaborados e bonitos.”

A criação de novos órgãos abre as portas para transplantes, medicamentos personalizados, testes para curar doenças e pesquisas sobre como e por que os tecidos crescem incorretamente. Para obter tecidos de teste comensurados, a tecnologia atual exige que os pesquisadores clonem um organismo, depois colhem os órgãos do clone – uma abordagem eticamente questionável. A impressão tridimensional também pode produzir versões de órgãos, mas eles geralmente ainda não podem ser chamados de duplicatas de suas contrapartes cultivadas organicamente.

“Haverá que haver algum tipo de engenharia desses tecidos, seja em outros organismos ou biorreatores que fabricamos em um prato”, disse Gartner. “Para fazer isso, vamos ter que entender como o desenvolvimento funciona.”

Fonte – John Dyer para Seeker

               

Nova ferramenta usa IA para olhar dentro das células humanas

Usando inteligência artificial, os cientistas criaram uma ferramenta que permite a qualquer um visualizar como as estruturas dentro de uma célula se parecem – mesmo quando você só tem imagens do exterior. O Allen Integrated Cell, disponível gratuitamente on-line, cria visualizações 3D que podem ajudar os pesquisadores a entender melhor as doenças.

Esta ferramenta celular se concentra em células-tronco humanas, ou células que ainda não se transformaram, digamos, em células musculares ou células do coração. Se entendermos melhor o funcionamento interno de uma célula saudável, poderemos entender melhor o que dá errado quando se transforma em algo semelhante a uma célula cancerosa, diz Greg Johnson, cientista do Instituto Allen. “Isso pode nos ajudar a ‘voltar no tempo’ de uma célula de câncer para observar as mudanças que estão acontecendo e detectá-las o mais cedo possível”, acrescenta.

Primeiro, os cientistas projetaram geneticamente células de modo que suas estruturas internas (como as mitocôndrias) brilhavam. Então, eles tiraram milhares de fotos dessas células brilhantes e as alimentaram com algoritmos de aprendizado de máquina. Os algoritmos aprenderam a prever a forma e a localização das estruturas em qualquer célula, não apenas aquelas que já haviam sido vistas ou aquelas que tinham várias outras estruturas rotuladas.

Isso é importante porque permitirá que os pesquisadores estudem as células de maneira mais eficaz e barata. Quando se trata de imaginar células, existem algumas abordagens diferentes. O tipo mais simples e menos caro é a geração de imagens em campo claro. De acordo com Johnson, isso é como olhar para a água da lagoa através de um microscópio na biologia do ensino médio. Você verá uma imagem realmente muito brilhante e alguns pontos escuros que são estruturas internas, mas não há muito mais detalhes do que isso. Isso dificulta realmente entender as delicadas complexidades da célula.

A outra abordagem é o que os cientistas de Allen fizeram: projetar as células para fazê-las brilharem. Esse método custa muito mais dinheiro e, é claro, quanto mais estruturas você produz, mais caro é o processo. Além disso, as células não reagem muito bem ao corante que as faz brilhar, o que significa que elas morrem rapidamente e você não pode observá-las com o tempo.

Agora, a célula integrada Allen pode olhar para uma imagem de campo claro e, em seguida, dizer aos cientistas exatamente o que parece dentro. “Porque podemos obter essas imagens apenas de campo claro, é de baixo custo e não será tóxico”, diz Johnson. “E isso significa que podemos tirar muitas imagens e observar a dinâmica por um longo período de tempo, o que não é algo que seria possível antes.”

Fonte – Angela Chen para The Verge

               

Pode a meditação desacelerar o envelhecimento?

As práticas espirituais podem parecer um mundo distante da pesquisa biomédica, com seu foco em processos moleculares e resultados repetíveis. No entanto, na costa da Universidade da Califórnia, em San Francisco (UCSF), uma equipe liderada por uma bioquímica ganhadora do Prêmio Nobel está investindo em território onde poucos cientistas convencionais ousariam seguir adiante. Enquanto a biomedicina ocidental tem tradicionalmente evitado o estudo das experiências e emoções pessoais em relação à saúde física, esses cientistas estão colocando o estado de espírito no centro de seu trabalho. Eles estão envolvidos em estudos sérios sugerindo que a meditação pode – como as tradições orientais há muito afirmam – retardar o envelhecimento e prolongar a vida.

Elizabeth Blackburn sempre foi fascinada por como a vida funciona. Nascida em 1948, cresceu junto ao mar em uma remota cidade da Tasmânia, na Austrália, coletando formigas de seu jardim e águas-vivas da praia. Quando ela começou sua carreira científica, ela passou a dissecar moléculas de sistemas vivos por molécula. Ela foi atraída pela bioquímica, diz ela, porque ofereceu um entendimento completo e preciso “na forma de um profundo conhecimento da menor subunidade possível de um processo”.

Trabalhando com o biólogo Joe Gall em Yale na década de 1970, Blackburn sequenciou as pontas dos cromossomos de uma criatura de água doce unicelular chamada Tetrahymena (“lagoa escumalha”, como ela descreve) e descobriu um motivo repetitivo de DNA que funciona como uma tampa protetora. As cápsulas, apelidadas de telômeros, foram posteriormente encontradas em cromossomos humanos também. Eles protegem as extremidades de nossos cromossomos cada vez que nossas células se dividem e o DNA é copiado, mas elas se desgastam com cada divisão. Na década de 1980, trabalhando com a estudante de pós-graduação Carol Greider, da Universidade da Califórnia, em Berkeley, Blackburn descobriu uma enzima chamada telomerase que pode proteger e reconstruir os telômeros. Mesmo assim, nossos telômeros diminuem com o tempo. E quando ficam muito curtas, nossas células começam a funcionar mal e perdem a capacidade de se dividir – um fenômeno que agora é reconhecido como um processo-chave no envelhecimento. Este trabalho finalmente ganhou Blackburn o Prêmio Nobel de 2009 em Fisiologia ou Medicina.

Em 2000, ela recebeu uma visita que mudou o curso de sua pesquisa. A pessoa que ligou foi Elissa Epel, pós-doc do departamento de psiquiatria da UCSF. Psiquiatras e bioquímicos geralmente não têm muito o que conversar, mas Epel estava interessada nos danos causados ​​ao corpo pelo estresse crônico, e ela tinha uma proposta radical.

Epel, agora diretora do Centro de Envelhecimento, Metabolismo e Emoção da UCSF, tem um interesse de longa data em como a mente e o corpo se relacionam. Ela cita como influência tanto o guru de saúde holístico Deepak Chopra quanto o biólogo pioneiro Hans Selye, que descreveu pela primeira vez na década de 1930 como os ratos submetidos ao estresse de longo prazo ficam cronicamente doentes. “Cada estresse deixa uma cicatriz indelével, e o organismo paga por sua sobrevivência após uma situação estressante, tornando-se um pouco mais velho”, disse Selye.

Em 2000, Epel queria encontrar essa cicatriz. “Eu estava interessada na ideia de que, se olharmos profundamente dentro das células, poderemos medir o desgaste do estresse e da vida cotidiana”, diz ela. Depois de ler sobre o trabalho de Blackburn sobre o envelhecimento, ela se perguntou se os telômeros poderiam se encaixar na conta.

Com algum receio de se aproximar de um cientista tão experiente, o pós-doutorado pediu a ajuda de Blackburn com um estudo de mães que passavam por uma das situações mais estressantes em que ela podia pensar – cuidar de uma criança cronicamente doente. O plano de Epel era perguntar às mulheres como elas se sentiam estressadas e depois procurar uma relação entre seu estado mental e o estado de seus telômeros. Os colaboradores da Universidade de Utah mediram o comprimento dos telômeros, enquanto a equipe de Blackburn mediu os níveis de telomerase.

A pesquisa de Blackburn até esse ponto envolveu experimentos controlados com precisão no laboratório. O trabalho de Epel, por outro lado, focava em pessoas reais, vivendo vidas complicadas. “Era outro mundo, tanto quanto eu esperava”, diz Blackburn. No começo, ela duvidava que fosse possível ver qualquer conexão significativa entre o estresse e os telômeros. Os genes eram vistos como o fator mais importante na determinação do comprimento dos telômeros, e a ideia de que seria possível medir as influências ambientais, e muito menos as psicológicas, era altamente controversa. Mas, como mãe, Blackburn foi atraída pela idéia de estudar a situação dessas mulheres estressadas. “Eu apenas pensei, que interessante”, diz ela. “Você não pode evitar empatia.”

Levou quatro anos até que eles finalmente estivessem prontos para coletar amostras de sangue de 58 mulheres. Este seria um pequeno estudo piloto. Para dar a maior chance de um resultado significativo, as mulheres dos dois grupos – mães estressadas e controladas – tiveram que combinar o mais próximo possível, com idades, estilos de vida e origens semelhantes. Epel recrutou suas pacientes com cuidado meticuloso. Ainda assim, diz Blackburn, ela viu o julgamento como nada mais do que um exercício de viabilidade. Até que Epel ligou para ela e disse: “Você não vai acreditar.”

Os resultados foram claros. Quanto mais estressadas as mães disseram que eram, mais curtos eram seus telômeros e menores eram os níveis de telomerase.
As mulheres mais exaustas do estudo tinham telômeros que se traduziram em uma década ou mais de envelhecimento em comparação com aqueles que estavam menos estressados, enquanto os níveis de telomerase estavam reduzidos pela metade. “Fiquei emocionada”, diz Blackburn. Ela e Epel conectaram vidas e experiências reais à mecânica molecular dentro das células.

Foi a primeira indicação de que se sentir estressado não apenas prejudica a nossa saúde – ela literalmente nos envelhece.

Muitos pesquisadores de telômeros foram cautelosos no início. Eles apontaram que o estudo era pequeno e questionaram a precisão do teste de comprimento dos telômeros utilizado. “Essa era uma ideia arriscada naquela época e, aos olhos de algumas pessoas, improvável”, explica Epel. “Todo mundo nasce com comprimentos de telômeros muito diferentes e acha que podemos medir algo psicológico ou comportamental, não genético, e ter isso prediz a duração de nossos telômeros? Isto não é realmente onde este campo foi há dez anos.”

O papel desencadeou uma explosão de pesquisa. Os pesquisadores, desde então, vincularam o estresse percebido a telômeros mais curtos em mulheres saudáveis, bem como em cuidadores de Alzheimer, vítimas de abuso doméstico, trauma precoce, pessoas com depressão grave e transtorno de estresse pós-traumático. “Dez anos depois, não há dúvida de que o ambiente tem alguma consequência na duração dos telômeros”, diz Mary Armanios, médica e geneticista da Johns Hopkins School of Medicine, especialista em transtornos de telômeros.

Há também progresso em direção a esse mecanismo. Estudos laboratoriais mostram que o hormônio do estresse, o cortisol, reduz a atividade da telomerase, enquanto o estresse oxidativo e a inflamação – consequências fisiológicas do estresse psicológico – parecem corroer diretamente os telômeros.

Isso parece ter consequências devastadoras para a nossa saúde. Condições relacionadas à idade, desde osteoartrite, diabetes e obesidade até doenças cardíacas, doença de Alzheimer e derrame cerebral, têm sido relacionadas a telômeros curtos.

A grande questão para os pesquisadores agora é se os telômeros são simplesmente um marcador inofensivo de danos relacionados à idade (como cabelos grisalhos, digamos) ou se eles desempenham um papel em causar os problemas de saúde que nos atormentam à medida que envelhecemos. Pessoas com mutações genéticas que afetam a enzima telomerase, que têm telômeros muito mais curtos do que o normal, sofrem de síndromes de envelhecimento acelerado e seus órgãos falham progressivamente. Mas Armanios questiona se as menores reduções no comprimento dos telômeros causadas pelo estresse são relevantes para a saúde, especialmente porque os comprimentos dos telômeros são tão variáveis ​​em primeiro lugar.

 

Sara Andreasson

No entanto, como a evidência do dano causado pela diminuição dos telômeros se acumula, as pesquisas estão embarcando em uma nova questão: como protegê-los. “Dez anos atrás, se você tivesse me dito que eu estaria pensando seriamente em meditação, eu teria dito que um de nós é louco”, disse Blackburn ao New York Times em 2007. No entanto, é onde seu trabalho sobre telômeros a trouxe. Desde seu estudo inicial com Epel, a dupla se envolveu em colaborações com equipes de todo o mundo – até 50 ou 60, calcula ela, girando em “direções maravilhosas”. Muitos deles se concentram em maneiras de proteger os telômeros dos efeitos do estresse; os ensaios sugerem que o exercício, a alimentação saudável e o apoio social ajudam. Mas uma das intervenções mais eficazes, aparentemente capaz de retardar a erosão dos telômeros – e talvez até aumentá-las novamente – é a meditação.

As teorias diferem sobre como a meditação pode impulsionar os telômeros e a telomerase, mas muito provavelmente reduz o estresse. A prática envolve respiração lenta e regular, que pode relaxar-nos fisicamente acalmando a resposta de luta ou fuga. Provavelmente também tem um efeito psicológico de anti-estresse. Ser capaz de afastar-se de pensamentos negativos ou estressantes pode nos permitir perceber que estes não são necessariamente reflexos precisos da realidade, mas eventos passageiras e efêmeros. Também nos ajuda a apreciar o presente em vez de nos preocuparmos continuamente com o passado ou planejar o futuro.

Inevitavelmente, quando um ganhador do Prêmio Nobel começa a falar sobre meditação, ele irrita algumas pessoas. Em geral, a abordagem metódica de Blackburn sobre o assunto ganhou uma admiração relutante, mesmo entre aqueles que expressaram preocupação com as alegações de saúde feitas para a medicina alternativa. “Ela cuida de seus negócios de maneira cautelosa e sistemática”, diz Edzard Ernst, da Universidade de Exeter, Reino Unido, especialista em testar terapias complementares em rigorosos testes controlados. O oncologista James Coyne da Universidade da Pensilvânia, Filadélfia, que é cético em relação a esse campo em geral e descreve algumas das pesquisas sobre psicologia positiva e saúde como “moralmente ofensivas” e “ciência da sfadas dos dentes”, admite que alguns dos dados de Blackburn são “promissores”.

Mas, em seu novo estudo com 239 mulheres saudáveis, Blackburn descobriu que as mulheres cujas mentes vagavam menos (o objetivo principal da meditação da atenção plena) tinham telômeros significativamente mais longos do que aquelas cujos pensamentos ficavam enlouquecidos. “Embora relatemos apenas uma associação aqui, é possível que uma maior presença de espírito promova um ambiente bioquímico saudável e, por sua vez, a longevidade das células”, concluíram os pesquisadores. As tradições contemplativas do budismo ao taoísmo acreditam que a presença da mente promove saúde e longevidade; Blackburn e seus colegas agora sugerem que a sabedoria antiga pode estar certa.

 

Fonte [editado] – Jo Marchant para Mosaic Science

               

Ouro e grafeno: Novos aliados da medicina

Em um estudo publicado na revista Science Advances, cientistas descobriram como controlar o batimento de células do coração humano em um prato usando apenas luz e grafeno. Agora, todas as drogas em potencial serão testadas nas células do coração para garantir que, digamos, a medicação para a dor não cause um ataque cardíaco. Essas células cardíacas em questão são cultivadas em pratos de vidro ou plástico. Mas vidro e plástico não conduzem eletricidade, e nossos corações sim – o que significa que os testes não são tão realísticos quanto poderiam ser.

O grafeno, no entanto, converte luz em eletricidade e também não é tóxico. Nesse estudo, os cientistas aprenderam a controlar com precisão a quantidade de eletricidade que o grafeno gera alterando a quantidade de luz que eles emitem no material. Quando eles desenvolveram células cardíacas no grafeno, eles puderam manipular as células também, diz o co-autor do estudo Alex Savtchenko, físico da Universidade da Califórnia, em San Diego. Eles poderiam fazer com que ele fosse 1,5 vezes mais rápido, três vezes mais rápido, 10 vezes mais rápido, ou o quanto eles precisassem.

Isso significa que os cientistas podem fazer com que o grafeno imite um padrão de eletricidade semelhante a várias doenças cardíacas, o que facilita o teste de medicamentos para o coração e outras novas drogas. Mais tarde, Savtchenko espera que este método possa ser usado para construir um melhor marca-passo, pois eles controlam o batimento do coração e geralmente são feitos de eletrodos que podem causar cicatrizes internas. Em vez de eletrodos, imagina Savtchenko, poderíamos ter uma pequena peça de grafeno de longa duração presa a um músculo cardíaco. (O grafeno seria controlado por uma minúscula fonte de luz implantada nas proximidades e não causaria cicatrizes.) Ainda mais adiante, o grafeno poderia ser usado para controlar a eletricidade no cérebro e ajudar no tratamento de doenças neurodegenerativas como a de Parkinson. “O coração humano é fantasticamente resistente, mas ainda é apenas uma bomba”, diz ele. Há muito mais que pode ser feito.

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Outro material com muito potencial na medicina é o ouro. As nanopartículas de ouro são seguras para o corpo e quimicamente estáveis. Essas nanopartículas podem ser revestidas com uma droga específica e são tão pequenas que podem se mover facilmente pelo corpo e ir direto para onde a droga é necessária.

Essa é a idéia, mas quando você injeta uma nanopartícula de ouro no corpo, ela é imediatamente coberta por proteínas que já estão no sangue, chamadas proteínas do soro, diz Enrico Ferrari, nanotecnólogo da Universidade de Lincoln. As proteínas séricas alertam o sistema imunológico, que atacará a partícula da mesma forma que combate todos os outros invasores corporais. Nossos corpos querem impedir que a partícula chegue à sua fonte, de acordo com a Ferrari, e se for bem-sucedida, a droga se degradará e acabará no baço, em vez de para onde deveria ir.

Então a Ferrari desenvolveu uma nova maneira de fazer nanopartículas e seus resultados foram publicados recentemente na Nature Communications. Ele adicionou uma camada de proteínas que impede a proteína sérica de atacar. Pense nessa nova camada como um adaptador, diz Ferrari. Um dos lados liga-se muito bem ao ouro e mantém as proteínas do soro à distância. O outro lado é projetado para que seja mais fácil encontrar o alvo específico no corpo que a droga precisa alcançar. Em teoria, esse novo método pode ser tentado com qualquer tipo de droga e nanopartículas de ouro, e Ferrari quer trabalhar com outros cientistas para levar isso para além do laboratório.
As nanopartículas de ouro também podem ser usadas para monitorar o câncer, diz Matt Trau, químico da Universidade de Queensland. (Trau é o autor de um estudo diferente, também publicado recentemente na revista Nature Communications). Os tumores de câncer geralmente liberam pequenas células que circulam pelo sangue. As células, chamadas de células tumorais circulantes (CTCs), são bastante diferentes umas das outras e podem criar mais tumores, por isso é importante ficar de olho nelas. Existem algumas pistas sobre onde as CTCs podem estar – essas células geralmente têm um tipo particular de proteína – mas elas ainda são muito difíceis de detectar. Imagine tentar pegar 10 criminosos em toda a cidade de Nova York, diz Trau.

Quando os “criminosos” são células cancerígenas, você precisa ter certeza de que está certo, porque, se você não fizer isso, tomará a decisão errada sobre o tratamento.

Trau e sua equipe projetaram várias nanopartículas de ouro para que pudessem rastrear um dos quatro tipos diferentes de CTCs. “Você prepara todas as partículas, mistura-as e joga as partículas na amostra de sangue”, diz ele. Essencialmente, essas nanopartículas são treinadas para procurar e anexar ao tipo específico de proteína que marca um CTC. Quando você faz uma linha fluorescente nas partículas, elas emitem um código de barras único. Se a nanopartícula encontrar e se fixar no alvo da proteína, o código de barras muda para que você saiba qual CTC encontrou e quantas. Partículas diferentes são projetadas para encontrar diferentes CTCs.

Para o estudo, Trau testou a nova técnica em amostras de sangue que foram retiradas de pacientes com melanoma já falecido antes, durante e após o tratamento. As nanopartículas mostraram os diferentes tipos de células tumorais em cada amostra, como o sistema imunológico estava reagindo e se havia efeitos colaterais. Agora, sua equipe quer usar esse método para examinar mais amostras de sangue e outros tipos de CTCs. Embora só olhassem para as quatro desta vez, poderiam facilmente procurar muito mais. E eles querem testar isso em tempo real. “Se ao menos tivéssemos visto isso em tempo real, poderíamos ter tomado decisões sobre a mudança da dose do paciente”, diz ele. “Estes são insights sobre o câncer que não vimos antes.”

Fonte – Angela Chen para The Verge

               

CRISPR em 2018: edição genética cada vez mais perto de você

Desde que os cientistas utilizaram o CRISPR-Cas9 pela primeira vez para editar células humanas vivas em 2013, eles vêm dizendo que as possibilidades de usá-lo para tratar doenças são praticamente infinitas.

Apenas nos últimos anos, os avanços na CRISPR vêm acontecendo a uma velocidade vertiginosa – e várias empresas surgiram para comercializar a tecnologia. Agora, os pacientes na Europa e nos EUA podem ser tratados com terapias baseadas em CRISPR já em 2018.

A esperança é que o CRISPR possa ser usado em um procedimento único para curar alguns dos distúrbios e cânceres hereditários mais devastadores, alguns dos quais têm poucas ou nenhumas opções de tratamento atuais. Os cientistas querem implantar a tecnologia para corrigir erros genéticos no DNA de uma pessoa, chegando à raiz da doença.

Esse pode ser o sonho, mas a realidade é bem diferente. Os investigadores já atrasaram as datas de início dos ensaios clínicos. E os estudos programados para começar no próximo ano ou dois tratarão um pequeno número de pacientes com algumas doenças raras. Provavelmente, levarão anos até que a tecnologia possa ser usada para doenças mais comuns e em mais pacientes.

A CRISPR Therapeutics, com sede em Cambridge, Massachusetts, tornou-se a primeira empresa a pedir permissão aos reguladores europeus para iniciar um teste no próximo ano . A empresa usará a tecnologia de edição de genes para corrigir um defeito genético em pacientes com beta talassemia, uma doença hereditária do sangue.

Samarth Kulkarni, CEO da CRISPR Therapeutics, diz que a empresa também está planejando solicitar a aprovação da Administração de Alimentos e Medicamentos dos EUA no primeiro semestre de 2018 para iniciar um estudo CRISPR para a doença falciforme.

Cerca de 15.000 pessoas na Europa têm beta-talassemia e cerca de 100.000 nos Estados Unidos possuem células falciformes. Ambas são desordens genéticas causadas por mutações nos genes que produzem a hemoglobina, uma proteína importante nos glóbulos vermelhos que transporta oxigênio por todo o corpo. Normalmente, ambos os pais devem transmitir um gene anormal para que a criança desenvolva a doença.

Pesquisadores da Escola de Medicina da Universidade de Stanford também estão transferindo um tratamento CRISPR para células falciformes para testes clínicos. Liderado por Matthew Porteus, professor associado de pediatria, o grupo pedirá autorização da FDA em 2018 para iniciar um teste no ano seguinte.

A CRISPR Therapeutics e a Stanford está adotando abordagens diferentes. Ambos os grupos estão extraindo células-tronco da medula óssea dos pacientes e, em seguida, alterando-os com CRISPR. Mas em vez de tentar consertar o gene defeituoso na célula falciforme, a CRISPR Therapeutics está usando a ferramenta de edição para fazer as células produzirem outra proteína, uma versão infantil da hemoglobina. As células modificadas seriam então infundidas em pacientes. A empresa está usando o mesmo método para tratar pacientes na Europa com beta talassemia.

No estudo da célula falciforme de Stanford, os pesquisadores tentarão corrigir diretamente a mutação no gene da hemoglobina para converter células falciformes em células normais.

Josh Cochran

Stanford realizará o teste em seu novo Centro de Medicina Curativa e Definitiva. Maria Grazia Roncarolo, diretora do novo centro, diz que Stanford está planejando abrir “vários ensaios com edição de genoma” nos próximos anos. Além da célula falciforme, Roncarolo diz que Stanford está planejando testes CRISPR adicionais para doenças metabólicas, autoimunes e neurogerativas.

Mas enquanto alguns julgamentos estão avançando, outros estão paralisados. A Universidade da Pensilvânia, no ano passado, sinalizou sua intenção de iniciar o primeiro estudo CRISPR em seres humanos. Eles obtiveram permissão do National Institutes of Health e do FDA para usar o CRISPR no tratamento de melanoma, sarcoma e mieloma múltiplo. O ensaio proposto envolveria a remoção dos linfócitos T dos pacientes, a edição deles em um laboratório e a sua infusão nos pacientes.

Mas quando perguntada sobre o status do teste, um porta-voz da Universidade da Pensilvânia disse ao MIT Technology Review que ela não poderia fornecer uma atualização sobre quando iria começar.  Um punhado de empresas também está tentando modificar as células T com CRISPR para tratar o câncer, mas nenhuma delas anunciou planos para testes clínicos ainda.

A Editas Medicine, outra empresa sediada em Cambridge, Massachusetts, também adiou o início de seu primeiro ensaio clínico planejado de um tratamento baseado em CRISPR para um tipo de cegueira hereditária. A empresa disse que os problemas de fabricação com a terapia foram responsáveis ​​pelo atraso.

A Intellia Therapeutics, outra startup da CRISPR, não disse quando planeja iniciar testes clínicos.

Enquanto isso, vários estudos CRISPR estão em curso na China, todos para diferentes tipos de câncer, de acordo com listas em clinicaltrials.gov. Os pesquisadores ainda não publicaram os primeiros resultados desses estudos.

Nos EUA e na Europa, 2018 pode não ser o ano em que os devotos da CRISPR esperavam, mas Alexey Bersenev, diretor do Laboratório Avançado de Terapia Celular do Hospital Yale-New Haven, diz que em 2019 poderemos ver mais de uma dúzia de inscrições para novos testes clínicos. 

“O campo é atualmente bastante otimista sobre possíveis resultados de testes clínicos”, diz Bersenev, que também é co-fundador da base de dados celltrials.org, que monitora os testes de terapia celular. “Toda tecnologia biomédica nova e quente geralmente passa por uma fase de expectativas exageradas.” Ele diz que não ficaria surpreso se os investigadores atrasarem ainda mais os testes clínicos previstos.

FonteEmily Mullin para o MIT Technology Review