Cientistas conseguiram, pela primeira vez, filmar um passo decisivo que leva ao surgimento de uma nova vida humana - abrindo uma espécie de “caixa-preta” do desenvolvimento inicial e, com isso, potencialmente contribuindo para tratamentos de fertilidade.
Cada pessoa viva hoje já foi, um dia, apenas um aglomerado de células flutuando livremente, à procura de um lugar adequado para se fixar. Contra todas as probabilidades, nossos embriões conseguiram: tornaram-se parte do corpo da nossa mãe.
Implantação do embrião humano: um estágio essencial e difícil de observar
Esse feito, chamado implantação, acontece nas profundezas do útero e, até agora, pesquisadores só haviam obtido “instantâneos” do fenômeno.
Demora semanas até que um ultrassom consiga captar qualquer sinal nessa escuridão.
Agora, um novo sistema permite que cientistas observem de perto esse processo surpreendentemente invasivo. Registros em time-lapse mostram embriões humanos, em laboratório, penetrando de forma intensa uma matriz baseada em colagénio para criar uma cavidade de conexão e viabilizar o crescimento posterior.
“Pela primeira vez, conseguimos assistir à implantação de embriões humanos a acontecer de forma dinâmica”, disse ao ScienceAlert o autor sénior e bioengenheiro Samuel Ojosnegros, do Barcelona Institute of Science and Technology (BIST).
“Abrimos uma janela para uma fase do desenvolvimento que antes estava escondida.”
Um modelo uterino em laboratório que recria estrutura e nutrientes
Os testes foram realizados no laboratório, e não num útero real; ainda assim, a plataforma criada por Ojosnegros e colegas reproduz o ambiente estrutural adequado e fornece os nutrientes necessários para que embriões doados consigam implantar-se.
Trata-se de uma etapa crítica e bastante propensa a falhas em condições naturais. Aproximadamente 60 por cento das gestações que não avançam fracassam durante a implantação ou logo depois, o que torna esse momento um gargalo determinante para a vida.
Em comparação com embriões de rato - que apenas invadiram a matriz de modo superficial -, os pesquisadores observaram que embriões humanos perfuraram profundamente, chegando a envolver-se por completo na matriz de colagénio.
“Nossa tecnologia permite identificar onde o embrião exerce força, e descobrimos que ele aplica uma força mecânica significativa para implantar e invadir”, afirmou Ojosnegros.
“Isso significa que estudos em ratos só nos levam até certo ponto para compreender a implantação humana.”
Quando acontece a implantação e por que ela escapava às câmaras
Em geral, um embrião humano implanta-se cinco a seis dias após a fecundação (quando óvulo e espermatozoide se encontram). Nessa fase, o embrião é um conjunto de 100 a 200 células - pequeno demais para ser visualizado por ultrassom.
Durante muito tempo, isso limitou os investigadores a acompanhar, em laboratório, principalmente os primeiros cinco dias do desenvolvimento embrionário.
O novo modelo uterino desenvolvido por Ojosnegros e seus colaboradores amplia essa janela, permitindo observar o embrião para além desse estágio inicial. A tecnologia pode ser usada tanto como um gel plano quanto como uma gota, viabilizando o acompanhamento da implantação em 2D ou em 3D.
O que as imagens mostram: adesão, invasão e remodelação da matriz de colagénio
Quando blastocistos são colocados sobre um gel plano, é possível ver a ligação à superfície de colagénio e, em seguida, a invasão do material.
Já quando são posicionados dentro das gotas, os embriões aparentam “puxar” as fibras de colagénio dos tecidos maternos em direção ao seu centro, remodelando o ambiente ao redor de si.
A autora principal do estudo, Amélie Luise Godeau, do BIST, e a sua equipa levantam a hipótese de que o embrião esteja, de algum modo, conectando o ambiente materno aos seus próprios tecidos.
O que a parede uterina faria em resposta a esse comportamento está fora do escopo do trabalho. A matriz baseada em colagénio não é feita com células uterinas humanas, portanto ela só consegue mostrar metade do quadro.
Limitação que vira vantagem: ajustar a matriz para testar condições que favoreçam a implantação
Apesar da limitação, há também um ponto positivo: a composição da matriz pode ser ajustada para avaliar como embriões humanos reagem a diferentes ambientes ou a compostos que possam melhorar a implantação.
“Por exemplo, por meio da nossa spin-off, a Serabiotics, e em colaboração com a empresa farmacêutica Grifols, desenvolvemos um suplemento proteico que pode ser usado em clínicas para aumentar as taxas de implantação”, disse Ojosnegros, cofundador da Serabiotics.
A equipa de pesquisadores pretende continuar a investigar a implantação embrionária para compreender melhor essa fase misteriosa e decisiva do desenvolvimento.
O estudo foi publicado na Science Advances.
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