Imagine observar uma célula humana viva, acompanhar sua reação a um medicamento e entender como uma doença se desenvolve, tudo isso sem que ela esteja dentro do corpo.
Essa realidade já faz parte dos laboratórios de pesquisa e representa uma das ferramentas mais importantes da ciência moderna.
Conhecido como cultivo de células, esse conjunto de técnicas permite manter células vivas em ambiente controlado, reproduzindo, de forma bastante próxima, as condições encontradas no organismo. O objetivo é compreender o funcionamento das células, identificar mecanismos envolvidos nas doenças e desenvolver tratamentos cada vez mais seguros e eficientes.
Simulando o corpo humano
Marcos Romualdo Costa, chefe do Laboratório de Neurociência Translacional do Instituto do Cérebro, da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (ICe/UFRN), explica que cultivar células significa oferecer às células um ambiente artificial para que continuem desempenhando suas funções normalmente. “É como oferecer às células um ambiente artificial cuidadosamente preparado para que continuem exercendo suas funções”, explica.
Para isso, elas recebem nutrientes, sais minerais, glicose, fatores de crescimento e permanecem em incubadoras que controlam temperatura, umidade e concentração de gás carbônico, simulando as condições encontradas no corpo humano. Ainda segundo o professor, esse processo permite estudar “como as células se comportam, respondem a medicamentos e adoecem ou se recuperam”. Essa tecnologia revolucionou a pesquisa biomédica justamente porque permite estudar as células de forma isolada, eliminando interferências que existiriam no organismo inteiro.
Para Carlos Eduardo Bezerra de Moura, professor do Departamento de Ciências Animais e do Programa de Pós-Graduação em Ciências Animais da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (PPGCA/Ufersa), em Mossoró (RN), a maioria dos medicamentos, biomateriais e novas terapias passa primeiro pelos experimentos em cultura celular antes de seguir para testes em animais ou, posteriormente, em seres humanos. “O cultivo de células é uma das ferramentas mais importantes da pesquisa biomédica”, afirma. Ele destaca que grande parte dos avanços na saúde começa nessa etapa, antes que medicamentos e novas terapias sejam testados em animais e seres humanos.
Moura ressalta que a técnica também “contribui para reduzir o uso de animais na ciência”, embora alguns estudos ainda dependam de modelos animais para responder questões biológicas mais complexas. Ainda que existam estudos em que os modelos animais sejam necessários, principalmente para compreender fenômenos biológicos mais complexos, o cultivo celular já substitui diversas etapas experimentais, especialmente em testes iniciais.
Células vivas
Outro equívoco comum é imaginar que as células cultivadas sejam ‘artificiais’. “Muita gente imagina algo artificial demais, como se fossem ‘células de mentira’. Na verdade, são células reais, vivas, que continuam respondendo a estímulos biológicos”, esclarece o pesquisador do ICe. São células vivas, capazes de responder a estímulos, crescer, se dividir e reproduzir diversos comportamentos observados dentro do organismo. O ambiente muda; a biologia das células, não.
O avanço das técnicas também tornou possível desenvolver estruturas tridimensionais conhecidas como organoides. Elas reproduzem parte da organização e do funcionamento de órgãos como cérebro, intestino, fígado, pulmão e rins, tornando os estudos muito mais próximos da realidade. Ainda assim, os pesquisadores destacam que esses modelos são utilizados principalmente para pesquisa e não representam, por enquanto, órgãos completos destinados a transplantes.
A produção de órgãos totalmente funcionais ainda depende de superar desafios importantes, como a formação de vasos sanguíneos, a integração entre diferentes tecidos e a garantia de segurança para uso clínico. Apesar disso, os avanços dos últimos anos indicam que esse cenário está cada vez mais próximo.
Pesquisas do RN impulsionam novos caminhos
O Rio Grande do Norte também participa desse movimento científico. No ICe/UFRN, por exemplo, pesquisadores utilizam células-tronco pluripotentes induzidas (iPSC) para produzir neurônios humanos em laboratório e investigar doenças neurodegenerativas, como Alzheimer e Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA). Segundo o professor Costa, os modelos produzidos no Instituto podem “ajudar a identificar alvos terapêuticos, biomarcadores e novas estratégias de tratamento” para doenças como Alzheimer e Esclerose Lateral Amiotrófica”.
Esses modelos permitem estudar a evolução das doenças diretamente em células humanas.
Na Ufersa, o grupo coordenado pelo professor Moura usa outra tecnologia inovadora: o plasma atmosférico frio. Produzido próximo à temperatura ambiente, esse gás energizado é aplicado sobre células para avaliar seus efeitos na cicatrização, regeneração de tecidos, inflamação e até no combate às células tumorais.
“Avaliamos como o plasma influencia processos como cicatrização, inflamação, regeneração de tecidos e resposta de células tumorais aos tratamentos”, explica o professor. A equipe também pesquisa biomateriais modificados pelo plasma, buscando desenvolver superfícies mais seguras para implantes e reduzir o risco de infecções.
Para os pesquisadores, essas iniciativas demonstram que a ciência produzida no estado acompanha tendências internacionais e contribui para o desenvolvimento de soluções voltadas tanto à saúde humana quanto à medicina veterinária.
Compreendendo o comportamento da célula
Marcelo Barbosa Bezerra, professor do PPGCA/Ufersa, destaca que o cultivo celular procura reproduzir, o mais fielmente possível, o ambiente encontrado no organismo, permitindo compreender como diferentes substâncias influenciam a sobrevivência e o comportamento das células. Segundo ele, o rápido avanço tecnológico, aliado à inteligência artificial e às novas técnicas de bioengenharia, torna cada vez mais realista a possibilidade de produzir estruturas biológicas mais complexas no futuro.
Apesar dos desafios, Bezerra acredita que o futuro está mais próximo do que parece. Um exemplo desse avanço citado pelo professor foi a publicação em 2017, na revista Nature Communications, pesquisadores da Northwestern University (EUA) desenvolveram um ovário bioprotético utilizando impressão 3D e um arcabouço biocompatível onde foram incorporados folículos ovarianos de camundongos. Após o implante, o órgão restaurou a função hormonal e a fertilidade dos animais, que voltaram a ovular e deram à luz filhotes saudáveis. Embora ainda esteja distante da aplicação clínica em humanos, o estudo demonstra o potencial da engenharia de tecidos para transformar a medicina regenerativa nas próximas décadas. “Nossa geração ainda vai conseguir ver muita coisa nesse sentido”, acredita o pesquisador da Ufersa.
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