Os pesquisadores estão tentando criar espermatozóides humanos (mostrados aqui em uma imagem de microscópio eletrônico colorido) a partir de células-tronco em laboratório.Crédito: Juergen Berger/Biblioteca de Fotografia Científica
Parece ficção científica: colher células sanguíneas de uma pessoa, modificá-las para que eventualmente se transformem em espermatozóides imaturos e depois incubá-las num pequeno saco cultivado no rim de um rato.
Tentando criar um bebê com óvulos e espermatozóides cultivados em laboratório
Mas isso não acontece. Hoje, uma equipe de pesquisadores relatou na revista Células são células-tronco1 Concluiu com sucesso o processo com o objetivo final de produzir esperma humano maduro em laboratório.
Por enquanto, esse objetivo permanece indefinido. As células cultivadas em laboratório param de se desenvolver em um estágio imaturo. O membro da equipe de pesquisa, Eoin Whelan, biólogo reprodutivo da Universidade da Pensilvânia, na Filadélfia, disse que há muitos obstáculos a serem superados para criar espermatozoides maduros em laboratório. Mas o feito mais recente é um passo na direção certa.
Enquanto isso, o método pode ser usado para estudar os estágios iniciais do desenvolvimento do esperma humano e para investigar as razões por trás da infertilidade masculina. Cerca de 40% dos casos de infertilidade masculina não têm causa conhecida. “Estamos abordando isso a partir de uma perspectiva científica básica”, disse Whelan. “Estamos muito longe da aplicação clínica.”
Objetivo indescritível
Algumas aplicações clínicas potenciais são controversas, especialmente a ideia de criar bebês usando espermatozoides ou óvulos cultivados em laboratório. Embora alguns investigadores esperem que o método possa ser usado para tratar certos casos de infertilidade, a prática também levanta questões éticas. Uma delas é que a tecnologia poderia facilitar a modificação genética de células reprodutivas para criar “bebés desenhados”.
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Até agora, poucos pesquisadores conseguiram criar óvulos e espermatozoides de camundongos a partir de células da pele de camundongos. Estas células são geneticamente reprogramadas para se tornarem células estaminais pluripotentes induzidas (iPS) – células “jovens” que actuam como embriões e podem quimicamente ou geneticamente tornar-se células completamente diferentes, como os espermatozoides. Um grupo até usou o método de produzir descendentes de dois camundongos machos2.
Mas os investigadores não conseguiram traduzir estes sucessos em ratos para humanos ou outros primatas devido a diferenças no desenvolvimento das espécies. O desenvolvimento embrionário humano também é difícil de estudar, por isso os investigadores lutam para compreender e repensar os primeiros dias do desenvolvimento dos espermatozoides e dos óvulos. “Nos humanos, a tarefa está muito atrasada”, diz Kotaro Sasaki, biólogo do desenvolvimento da Universidade da Pensilvânia.
passo a passo
Sasaki e seus colegas já haviam determinado como transformar células iPS humanas que se assemelham a células embrionárias iniciais que eventualmente dão origem a óvulos e espermatozoides.3. Os pesquisadores então misturaram essas células imaturas com células não reprodutivas encontradas nos testículos de camundongos em desenvolvimento.4. Células não reprodutivas de camundongos podem fornecer a proteção e os nutrientes necessários para apoiar o desenvolvimento dos espermatozoides.
Isto permitiu que Sasaki e seus colegas se aproximassem de espermatozoides cada vez mais maduros, mas as células não tinham progredido além dos estágios iniciais de desenvolvimento do esperma que são encontrados em embriões humanos.
Os pesquisadores misturaram células não reprodutivas de testículos de rato (ciano) com espermatozóides imaturos de macaco (vermelho e verde) e os transplantaram para um saco no rim de um rato. Um mês após o transplante, as células do camundongo se organizaram em estruturas cilíndricas semelhantes a testículos (mostradas nesta imagem).Crédito: Whelan, CE et al./Célula-Tronco
Agora, Sasaki, Whelan e seus colegas levaram o processo ainda mais longe, transplantando sua mistura de células em camundongos vivos – uma área do rim conhecida por ser adequada para suportar tecidos transplantados.
Uma vez nesse saco, as células transplantadas se auto-organizam em estruturas cilíndricas semelhantes aos testículos onde os espermatozoides são produzidos. Seis meses após o transplante, as células humanas desenvolveram-se em espermatogônias, um tipo de célula que pode eventualmente dar origem a espermatozoides maduros.
