Cientistas desenvolvem rim de laboratório

Rim de rato desenvolvido em laboratório

Um rim "criado" em laboratório foi transplantado para animais onde começou a produzir urina, afirmam cientistas norte-americanos.

A técnica, desenvolvida pelo Hospital Geral de Massachusetts e apresentada na publicação Nature Medicine, resulta em rins menos eficazes do que os naturais. Mesmo assim, os pesquisadores de medicina regenerativa afirmam que ela representa uma enorme promessa.

Técnicas semelhantes para desenvolver partes do corpo mais simples já tinham sido utilizadas antes, mas o rim é um dos órgãos mais complicados de ser desenvolvido.

Os rins filtram o sangue para remover resíduos e excesso de água. Eles também são o órgão com o maior número de pacientes na fila de espera de transplantes.

A técnica dos cientistas americanos consiste em usar um rim velho, retirar todas as suas células antigas e deixar apenas uma espécie de esqueleto, uma estrutura básica, que funcione como uma espécie de armação. A partir daí, o rim seria então reconstruído com células retiradas do paciente.

Isso teria duas grandes vantagens sobre os habituais transplantes de rim.

Como o novo tecido será formado com células do paciente, não será necessário o uso de drogas antirrejeição, que evitam que o sistema imunológico bloqueie o funcionamento do órgão "estranho" ao corpo.

Seria possível também aumentar consideravelmente o número de órgãos disponíveis para transplante. A maioria dos órgãos usados atualmente acaba rejeitada.

Teia de células

Nesse estudo, os pesquisadores usaram um rim de rato e aplicaram um detergente para retirar as células velhas.

A teia de células restante, formada por proteínas, tem a forma do rim, e inclui uma intrincada rede de vasos sanguíneos e tubos de drenagem.

Esta rede de tubos foi utilizada para bombear as células adequadas para a parte direita do rim, onde se juntaram com a "armação" para reconstruir o órgão.

O órgão reconstituído foi mantido em um forno especial por 12 dias para imitar as condições no corpo de um rato.

Quando os rins foram testadas em laboratório, a produção de urina chegou a 23% das estruturas naturais.

A equipe, então, transplantou o órgão para um rato. Uma vez dentro do corpo, a eficácia do rim caiu para 5%.

No entanto, o pesquisador principal, Harald Ott, disse à BBC que a restauração de uma pequena fração da função normal já pode ser suficiente: "Se você estiver em hemodiálise, uma função renal de 10% a 15% já seria suficiente para livrar o paciente da hemodiálise. Ou seja, não temos que ir até o fim (garantir os 100% da função renal)."

Ele disse que o potencial é enorme: "Se você pensar sobre os Estados Unidos, há 100 mil pacientes aguardando por transplantes de rim e há apenas cerca de 18 mil transplantes realizados por ano."

"O impacto clínico de um tratamento bem-sucedido seria enorme."

'Realmente impressionante'

Seriam necessárias ainda várias pesquisas antes de que o procedimento fosse aprovado para uso em pessoas.

A técnica necessita ser mais eficiente, para a restauração de um maior nível de função renal. Os pesquisadores também precisam provar que o rim continuaria a funcionar por um longo tempo.

Haverá também os desafios impostos pelo tamanho de um rim humano. É mais difícil colocar as células novas no lugar certo em um órgão maior.

O professor Martin Birchall, cirurgião do University College de Londres, envolveu-se em transplantes de traqueia produzidos a partir de armações desenvolvidas em laboratório.

Sobre a pesquisa com o rim, ele disse: "É extremamente interessante, e realmente impressionante."

"Eles (os pesquisadores que desenvolveram o rim de rato) abordaram algumas das principais barreiras técnicas para tornar possível a utilização de medicina regenerativa para tratar de uma necessidade médica muito importante."

Ele disse que tornar o desenvolvimento de órgãos acessível a pessoas que necessitam de um transplante de órgão poderia revolucionar a medicina: "Do ponto de vista cirúrgico, é quase o nirvana da medicina regenerativa que você possa atender à maior necessidade de órgãos para transplante no mundo - o rim."

Fonte: Notícias UOL.com.br

EQUIPE DE NICOLELIS CRIA "SEXTO SENTIDO" EM RATOS

Por meio de implantes no cérebro, animais passaram a ser capazes de sentir a luz infravermelha, habilidade inédita em mamíferos.

Pela primeira vez na história, um mamífero ganhou um sexto sentido artificial, a capacidade de "enxergar" a luz infravermelha, para se somar aos outros cinco dados pela natureza - audição, olfato, paladar, tato e visão. A proeza foi realizada pela equipe do brasileiro Miguel Nicolelis no Centro de Neuroengenharia da Universidade Duke, em Durham, na Carolina do Norte (Estados Unidos), e foi publicada nesta terça-feira na revista Nature Communications.

Nenhum mamífero consegue enxergar a luz infravermelha — seus olhos são incapazes de captar ondas de luz com comprimento de onda tão grande. Algumas cobras são capazes de detectar a radiação infravermelha por meio de um órgão localizado entre suas narinas e olhos, chamado fosseta loreal. A visão infravermelha também foi descoberta entre alguns insetos, como os besouros. Para dar aos ratos essa nova habilidade, a equipe de Nicolelis instalou um detector de luz infravermelha na cabeça do animal, e ligou o aparelho a um eletrodo implantado no cérebro do rato.

Assim, a equipe foi além de todas as pesquisas anteriores, que se baseavam no uso de implantes cerebrais apenas para restaurar funções corporais perdidas, como controlar braços e pernas mecânicos. Nesta pesquisa, pela primeira vez, eles conseguiram aumentar a percepção natural de um animal. "Este é o primeiro trabalho em que um dispositivo neuroprotético foi usado para aumentar uma função, literalmente permitindo que um animal normal adquirisse um sexto sentido”, diz Eric Thomson, principal autor do estudo.

Embora o experimento tenha testado apenas se ratos podiam detectar luz infravermelha, os pesquisadores dizem que o mesmo método poderá ser usado no futuro para dar aos animais — ou seres humanos — a capacidade de ver em qualquer região do espectro eletromagnético. "Poderíamos criar dispositivos sensíveis a qualquer energia física. Poderiam ser campos

magnéticos, ondas de rádio ou ultrassom. Escolhemos infravermelho inicialmente porque ele não interfere com os nossos registros eletrofisiológicos", diz Miguel Nicolelis.

No fio do bigode — Os pesquisadores usaram seis ratos em seus experimentos. Inicialmente, eles foram colocados dentro de uma câmara circular, que continha três pequenos compartimentos com luzes que se acendiam em ordem aleatória. Quando piscavam, as luzes indicavam onde o animal poderia encontrar uma fonte de água e matar sua sede. No começo, foram usadas luzes visíveis — até que os ratos estivessem habituados ao método.

Terminado o treinamento dos animais, os pesquisadores implantaram microeletrodos em seus cérebros, capazes tanto de registrar a atividade elétrica dos neurônios quanto de estimular o tecido com pequenas correntes. Cada um desses microeletrodos media cerca de um décimo do diâmetro de um fio de cabelo. Os dispositivos foram implantados em uma região cerebral conhecida como córtex somestésico, responsável por processar as informações tácteis geradas pelos bigodes dos roedores.

Os pesquisadores também instalaram um detector infravermelho na cabeça de cada animal e o conectaram ao microeletrodo em seu cérebro. O sistema foi programado para que, cada vez que o detector identificasse uma fonte de luz infravermelha, o dispositivo gerasse pulsos elétricos no córtex somestésico dos ratos. A frequência dos pulsos aumentava conforme o animal se aproximasse da fonte de luz infravermelha.

Os ratos foram devolvidos à câmara de teste, e os cientistas substituíram gradualmente as luzes usadas. No início, quando a luz infravermelha era ligada, os animais começavam a procurar aleatoriamente os locais de recompensa e passavam a acariciar os próprios rostos, como se estivessem recebendo um estímulo táctil prazeroso. Segundo os pesquisadores, isso acontecia porque eles interpretavam os sinais elétricos como se fossem provenientes dos seus bigodes.

No entanto, com o passar do tempo, os seis animais aprenderam a associar o sinal de cérebro com a luz infravermelha. Depois de cerca de um mês, eles já estavam procurando ativamente o sinal infravermelho, atingindo uma pontuação quase perfeita na identificação da fonte de luz correta. Eles haviam se acostumado ao novo sentido, e já o usavam para se guiar pelo mundo.

Plasticidade cerebral — Segundo os cientistas, o experimento demonstrou, pela primeira vez, que uma nova fonte de informação sensorial pode ser processada em uma região cerebral especializada em outro sentido. E, mais importante, sem afetar a função original desta área do cérebro. "Quando gravamos sinais do córtex somestésico desses animais, descobrimos que, embora as células tivessem começado a responder à luz infravermelha, elas continuavam a reagir à estimulação táctil dos bigodes. Era quase como se o córtex estivesse se dividido uniformemente, de modo que os neurônios pudessem processar ambos os tipos de informações”, diz Nicolelis.

Os pesquisadores batizaram de plasticidade cerebral essa capacidade que certas regiões do cérebro têm de assumir funções nas quais elas não são originalmente especializadas. Essa ideia vai contra uma visão mais clássica do funcionamento do órgão — chamada de optogenética — que defende que um tipo específico de célula neuronal deve ser estimulado para gerar a função neurológica desejada. Em vez disso, a experiência demonstra que a estimulação elétrica ampla, que recruta tipos diferentes de células, pode levar uma região cortical a se adaptar à nova fonte de estímulos sensoriais. "No futuro isso pode ajudar pacientes que perderam a visão por causa de uma lesão no córtex visual. Até hoje, não havia o que fazer com relação a isso. Com nossa descoberta, mostramos que podemos usar o córtex táctil para devolver graus de visão para esses pacientes. E isso é só o começo", afirmou Nicolelis em entrevista ao site de VEJA.

Link para o vídeo do experimento:

http://www.youtube.com/watch?v=nsniwzap2qE&feature=player_embedded

Fonte: Revista Veja on line fev/2013

http://veja.abril.com.br/noticia/ciencia

Cada medo é um medo

Formas distintas de ameaça ativam circuitos diferentes no cérebro

Maria Guimarães

Quando um animal é posto numa situação que percebe como risco de perder a vida – um rato dentro de uma gaiola com um gato, por exemplo –, ele rapidamente a memoriza. Nos dias seguintes, basta pôr o rato na gaiola, ainda que sem o gato, para suscitar uma reação idêntica de pânico paralisante. “Nesse momento o animal mobiliza o mesmo sistema neural utilizado para se defender do predador”, explica o médico e neuroanatomista Newton Canteras, do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP). Ele e sua equipe descobriram que, além de existirem circuitos cerebrais distintos para cada tipo de medo (ver reportagem Os caminhos do medo), a memória também está envolvida no processo que leva a reações que diferem conforme a situação.

 

“Diante de um predador, os ajustes fisiológicos necessários são diferentes daqueles ativados quando um indivíduo se confronta com um agressor da mesma espécie”, explica Canteras. Um artigo que ele escreveu em parceria com Cornelius Gross, do Laboratório Europeu de Biologia Molecular em Monterotondo, Itália, compila o que se sabe sobre o funcionamento neurológico do medo e estampa a capa da Nature Reviews Neuroscience de setembro. A ilustração da capa representa os três tipos de medo descritos no artigo: um leão para o medo do predador, um homem com um taco de beisebol para o medo social e um dentista evocando o medo da dor. “São três vias diferentes no cérebro”, explica o pesquisador da USP.

 

Tanto a memória quanto as pistas do ambiente (como cheiros, sons e imagens) são integradas numa região do cérebro conhecida como amígdala, uma estrutura que fica no lobo temporal. Dali, os estímulos nervosos são transmitidos para o hipotálamo, alojado na base do encéfalo. Muitos laboratórios no mundo todo têm investigado exatamente quais áreas dessas estruturas do cérebro atuam nos diferentes tipos de medo, causando elevação de pressão e alterações hormonais (os tais ajustes fisiológicos) que, por sua vez, geram reações distintas, conforme mostra o artigo na Nature Reviews Neuroscience. Quando enfrenta agressão social, provocada por um indivíduo da mesma espécie, as regiões ativadas no hipotálamo estão mais relacionadas às relações sociais e o rato arqueia as costas numa posição de submissão. Já quando teme sentir dor ou confronta um predador, a primeira reação é congelar. Nesta segunda situação, caso a estratégia fracasse em torná-lo invisível, o rato dá saltos para trás numa tentativa de fuga.

 

Essa atitude quando há risco (aparente, ao menos) à vida pode ser semelhante ao que pessoas enfrentam em guerras ou em situações de violência como um assalto à mão armada. O mecanismo que fixa a memória instantaneamente nos ratos pode ser o mesmo que gera o transtorno de estresse pós-traumático. Entender a neurofisiologia do medo, os pesquisadores esperam, pode ajudar a desvendar – e quem sabe tratar – casos em que ele se torna incapacitante.

 

Fonte: Revista Fapesp  Edição Online 15:14 - setembro de 2012

Imagem: Eduardo César