Estudo aproxima espermatozoides de laboratório da realidade
Cientistas transformam células-tronco em precursoras de espermatozoides em modelo de testículo.
Uma equipe de pesquisadores conseguiu converter células-tronco humanas e de macacos em células precursoras de espermatozoides, utilizando uma estrutura que simula um testículo. Essa descoberta pode proporcionar novas perspectivas sobre a infertilidade masculina.
O estudo, publicado na revista Cell Stem Cell, estabeleceu um ambiente experimental que reproduz as etapas iniciais da formação dos espermatozoides em primatas, um feito que até então era desafiador em laboratório.
A pesquisa teve início com células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs), que foram obtidas a partir de células sanguíneas humanas e de tecido conjuntivo de macacos-rhesus. Essas células têm a habilidade de se diferenciar em diversos tipos celulares quando expostas a estímulos apropriados.
Por meio da aplicação de sinais químicos específicos, os cientistas conseguiram transformar essas células em células semelhantes às células germinativas primordiais, que são precursoras das estruturas responsáveis pela produção de espermatozoides.
O próximo desafio foi criar um ambiente propício para o desenvolvimento dessas células. Para isso, as células germinativas foram combinadas com células de suporte extraídas de testículos fetais de camundongos.
Essa combinação resultou na formação de uma estrutura tridimensional conhecida como testículo reconstituído xenogênico (xrTestis), que replicou características fundamentais de um testículo natural. Dentro dessa estrutura, foram formados túbulos seminíferos, locais onde ocorre a produção de espermatozoides.
A formação dos espermatozoides é um processo complexo que se inicia durante o desenvolvimento embrionário. Interrupções nesse processo podem estar associadas à infertilidade masculina.
Embora modelos com roedores tenham contribuído para a pesquisa, eles não conseguem reproduzir completamente as características dos primatas. Assim, a nova abordagem oferece uma ferramenta mais alinhada à biologia humana.
Para prolongar o desenvolvimento das células, as estruturas criadas foram transplantadas para os rins de camundongos imunodeficientes, onde permaneceram ativas por um período de oito a nove meses.
Os principais resultados do estudo incluem:
- Transformação de células-tronco em células precursoras de espermatozoides;
- Criação de um ambiente tridimensional que simula o tecido testicular;
- Geração de espermatogônias de macacos a partir de células-tronco;
- Identificação de proteínas essenciais para a sobrevivência das células germinativas.
As células obtidas de macacos mostraram uma semelhança de até 97% com células naturais encontradas em primatas.
Os pesquisadores identificaram que as proteínas NANOS3 e DND1 são cruciais para manter as células germinativas vivas, prevenindo sua transformação em outros tipos celulares. Além disso, descobriram que o ácido retinoico, uma forma de vitamina A, atua como sinal para iniciar a maturação dessas células.
Embora a técnica represente um avanço significativo, ainda está longe de ser aplicada como um tratamento para infertilidade. O foco atual é desenvolver uma plataforma confiável para investigar as causas genéticas da infertilidade masculina e explorar possíveis terapias futuras.
A pesquisa abre novas possibilidades para o estudo da reprodução humana em laboratório, permitindo a observação de etapas do desenvolvimento dos espermatozoides que antes eram difíceis de monitorar.
