COVID-19 | 'Minipulmões' contaminados dão aula sobre coronavírus para cientistas

Já imaginou acompanhar a evolução de um caso da COVID-19 em tempo real? Pode apostar que pesquisadores, sim. Inclusive, o governo do Reino Unido procura voluntários para se contaminarem com o novo coronavírus (SARS-CoV-2). Além dessa iniciativa extrema, uma equipe de cientistas da Coreia do Sul e outra do Reino Unido se uniram para desenvolver minipulmões humanos, a partir de células do tecido pulmonar doadas por hospitais britânicos. 

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Em artigo publicado na revista Cell Stem Cell, o grupo de pesquisadores conseguiu detalhar as etapas da infecção por coronavírus, sem riscos para um eventual paciente. "Ainda sabemos, surpreendentemente, pouco sobre como o SARS-CoV-2 infecta os pulmões e causa doenças. Nossa abordagem nos permitiu cultivar modelos 3D de tecido pulmonar — em certo sentido, minipulmões — no laboratório e estudar o que acontece quando eles são infectados", explica Joo-Hyeon Lee, um dos autores do projeto e pesquisador da Universidade de Cambridge.

Pesquisa da COVID-19 em 'miniórgãos'

Buscando entender como o coronavírus infecta os pulmões e causa doenças, o projeto desenvolveu  organoides que são espécies de mini-órgãos cultivados em 3D para imitar o comportamento de tecidos e órgãos humanos. Para isso, a equipe usou tecidos de um banco público, de onde se extraiu um tipo de célula pulmonar conhecida como células alveolares — que formam sacos alveolares e que absorvem o oxigênio que respiramos e o trocamos por carbono dióxido para expirar — do pulmão humano.

Essas células foram reprogramadas de volta ao estágio anterior, ou seja, voltaram a ser células-tronco. Dessa forma, os cientistas foram capazes de induzir o desenvolvimento de estruturas 3D que conseguem simular o comportamento do tecido pulmonar principal. Por fim, os cientistas infectaram esses organoides com uma cepa do coronavírus retirada de um paciente na Coreia do Sul que foi diagnosticado com COVID-19 ainda em janeiro deste ano, após viajar para Wuhan, na China. A partir de imagens de fluorescência e análise genética, a equipe conseguiu entender como essas células responderam ao vírus.

Descobertas sobre a COVID-19

Quando os modelos 3D foram expostos ao coronavírus, o vírus da COVID-19 começou a se replicar, rapidamente, e atingiu um nível de infecção celular completa em apenas seis horas. Vale lembrar que é essa replicação a responsável pela proliferação de um agente infeccioso por todo o corpo, inclusive, infectando outras células e tecidos do organismo.

Em paralelo, as células desse tecido pulmonar começaram a produzir interferons que são proteínas do sistema imunológico, conhecidas por emitirem alertas para outras células sobre a invasão de um agente infeccioso. Segundo os pesquisadores, após 48 horas, esses interferons conseguiram desencadear a primeira resposta imune natural do corpo contra o coronavírus.

No entanto, essa resposta inicial e considerada independente dos outros sistemas (já que os pesquisadores só reproduziram parte do sistema respiratório) não foi capaz de conter a infecção da COVID-19 após 60 horas. Nesse período, um conjunto de células alveolares começou a se desintegrar, levando à morte celular e danos graves ao tecido pulmonar da amostra.

Embora os pesquisadores tenham observado alterações nas células do pulmão três dias após a infecção, os sintomas clínicos da COVID-19, dificilmente, ocorrem de forma tão rápida e, às vezes, podem demorar mais de dez dias após a exposição para aparecer na vida real. Inclusive, essa foi uma das limitações encontradas pelo estudo com pulmões em miniatura. 

Próximos passos da pesquisa

"Com base em nosso modelo, podemos enfrentar muitas questões-chave sem resposta, como compreender a suscetibilidade genética ao SARS-CoV-2, avaliar a infecciosidade relativa de mutantes virais e revelar os processos de dano do vírus nas células alveolares humanas", afirma Young Seok Ju, um dos autores da pesquisa e professor do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST). 

"Mais importante ainda, oferece a oportunidade de desenvolver e rastrear potenciais agentes terapêuticos contra a infecção por SARS-CoV-2", completa o professor sobre a possibilidade de desenvolver novos medicamentos que, potencialmente, barrem a proliferação do coronavírus dentro dos pulmões. A vantagem é que esse método pode ser replicado e testado com diferentes compostos, durante uma eventual pesquisa. "Esperamos usar nossa técnica para cultivar esses modelos 3D a partir de células de pacientes que são particularmente vulneráveis ​​à infecção, como idosos ou pessoas com pulmões doentes, e descobrir o que acontece com seus tecidos", completa o pesquisador.

Para acessar o artigo completo, publicado na  revista Cell Stem Cell, clique aqui.

Fonte: Science Daily