14.067 – Medicina – Estão Chegando os Órgãos Artificiais


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De acordo com o Ministério da Saúde, só no Brasil, são mais de 40 mil pessoas na fila de espera para um transplante de órgão. Apesar de salvar vidas, muitas pessoas ainda se recusam a doar órgãos. A taxa de rejeição a doação em nosso país é de 43%, enquanto que a média mundial é de 25%.
São números bastante significativos e que custam a vida de muitas pessoas todos os anos. No primeiro trimestre de 2018, 664 pessoas morreram na fila de espera pela doação de um órgão que fosse compatível. Por isso, sem dúvida alguma, os órgãos artificiais têm uma grande importância para a medicina e ajudará a salvar milhares de vidas.
O primeiro transplante da história foi realizado entre gêmeos. Um transplante de rim realizado em 1954 pelo médico Joseph Murray foi um grande sucesso e um marco na história da medicina. Isso foi realizado com o objetivo de evitar a rejeição dos órgãos, mas, de lá para cá, muita coisa mudou.
Hoje, existem medicamentos imunossupressores que são capazes de evitar essa rejeição e, assim, aumentar o sucesso do transplante.
Há, basicamente, dois tipos de transplante: o autólogo e o alogênico. No primeiro caso, o órgão ou tecido é retirado da própria pessoa e implantado em outra parte do corpo. Já no segundo caso, o receptor recebe uma parte do corpo de outra pessoa, conhecida como doadora.
O grande problema do transplante é a questão da compatibilidade entre os indivíduos. Quando o órgão implantado não é compatível com o corpo, os anticorpos começam a atacar, destruindo o que consideram um “agente invasor”. O paciente acaba indo a óbito.
Nesse aspecto, o uso dos órgãos artificiais seria um grande avanço nas cirurgias de transplantes, evitando essa incompatibilidade.
A ideia é que, até 2021, os órgãos artificiais sejam bastante populares. Quando algum órgão do corpo humano entrar em falência, como o pâncreas — que pode reduzir drasticamente ou mesmo parar a produção de insulina –, possa ser rapidamente substituído por um órgão artificial. Este, por sua vez, conseguirá exercer todas as funções do órgão original.
Os órgãos artificiais já estão sendo produzidos em laboratório com a ajuda de uma impressora 3D e de outros diversos equipamentos. Um excelente exemplo é o de um coração artificial que já está sendo criado e também um pâncreas. Eles já foram, inclusive, aprovados pelo órgão institucional que cuida dos alimentos e medicamentos nos Estados Unidos, a FDA (Food and Drug Administration).
São inovações que levam esperanças para milhares de pessoas. Por exemplo, um pâncreas artificial pode representar a cura para o diabetes, uma doença que atinge mais de 14 milhões de brasileiros, sendo que muitos ainda não sabem que são portadores da doença.
Atualmente, no Brasil, a tecnologia já permite que tecidos mais simples sejam fabricados em laboratório: valvas cardíacas, vasos sanguíneos, pele, ossos e outros tecidos de baixa complexidade. Para que o órgão artificial possa substituir o de origem, são usadas as biomoléculas (fragmentos de células-tronco), que são fatores de crescimento e, assim, conseguem aumentar a produção de células nesse órgão.
Depois de algum tempo, em um ambiente propício, as células começam a ocupar o lugar do polímero, dando uma estrutura biológica ao órgão em questão. Ocorrerá uma diferenciação específica e as células passam a apresentar as características de uma determinada parte do corpo. Tudo isso graças aos avanços em estudos com as células-tronco e ao seu poder de diferenciação e regeneração de tecidos.
A grande dificuldade na criação dos órgãos artificiais é justamente a elevada complexidade de alguns deles. Por exemplo, no coração, encontramos diversos tipos de tecidos. É também um órgão repleto de cavidades e com uma rica rede de vascularização.
Uma das formas encontradas de tentar driblar esse bloqueio foi o uso da impressão em 3D, ou melhor dizendo, o uso da bioimpressão. Ela funciona de forma bem simples: uma substância chamada de hidrogel, rica em células e biomoléculas, é colocada, na impressora que consegue imprimir o órgão exatamente da forma desejada. Por exemplo, pode-se usar um exame de imagem 3D para replicar, com exatidão, o coração de um indivíduo.

Quais são os principais tecidos desenvolvidos?
Muitos órgãos e diversas partes do corpo estão sendo transformados em órgãos artificiais. Veja abaixo quais são os principais e que estão em processo de criação:

Pele
Há um tempo considerável os pesquisadores já estão trabalhando na criação da pele humana em laboratório. Células humanas são cultivadas e então são introduzidas em uma estrutura feita de colágeno. Com essa técnica, é possível produzir até 5 mil lâminas de tecido epitelial por mês.

Vasos sanguíneos
A criação de novos vasos sanguíneos artificiais pode ser a esperança para o tratamento de problemas diabéticos, renais e cardíacos. Muitos testes já estão sendo realizados com a utilização das células dos próprios pacientes.

Fígado
A espera por esse órgão costuma formar uma longa fila. Diversas doenças como a hepatite tendem a destruir o fígado e, assim, esse órgão precisa ser rapidamente substituído.
É um dos mais complexos e, consequentemente, o que os cientistas sentem maior dificuldade em reproduzir, sem contar o seu tamanho. Mas algumas miniaturas já foram criadas e o transplante em ratos tem dado resultados muito positivos.

Bexiga
A bexiga é um dos órgãos artificiais que já estão sendo testados em humanos e vem apresentando um resultado bastante positivo. A bexiga artificial é produzida a partir de células dos próprios pacientes e levam cerca de 2 meses para serem produzidos.

Traqueia
A traqueia é outro órgão artificial que já está sendo testado em seres humanos. Uma menina nos EUA recebeu uma traqueia artificial fabricada a partir de suas próprias células. Ela nasceu sem o órgão e sem a réplica artificial só sobreviveria com a ajuda de aparelhos.

Coração
Por ser um órgão bastante complexo, nenhum dos corações artificiais já produzidos foram capazes de substituir com maestria o órgão original. Atualmente, estão sendo realizados testes em ratos com um coração feito a partir de tecido animal. Alguns pesquisadores estimam que um coração artificial funcional conseguirá ser produzido até 2030.

Orelha
Uma orelha artificial já foi produzida em laboratório com a utilização de células e cartilagem produzida em laboratório. Ficou conhecida como orelha biônica, pois consegue captar outras frequências que os ouvidos humanos não são capazes de ouvir.

O pesquisador do Instituto de Medicina Regenerativa da Universidade Wake Forest, nos Estados Unidos, Anthony Atala, deu uma das palestras de maior repercussão da edição de 2011 do TED — conferência anual na Califórnia que reúne pensadores para apresentar suas melhores ideias em palestras de 15 minutos. No palco, Atala segurou nas mãos o molde de um rim impresso no dia anterior. O processo levou sete horas e usou células humanas e materiais biológicos que são inseridos no cartucho de uma impressora 3D. Em casos assim, o paciente teria o corpo escaneado para que se identificasse o formato exato do órgão a ser reproduzido. Ainda em desenvolvimento — por enquanto é possível imprimir apenas a carcaça do órgão, mas não sua parte interna —, o método sinaliza o início de uma espécie de revolução industrial dos transplantes. Uma era em que pode ser possível produzir órgãos em larga escala e até sob encomenda. “Queremos resolver o problema das longas filas de espera pelos transplantes”, afirmou Atala em entrevista à galileu. No Brasil, elas duram, em média, quatro anos. E 70% das cirurgias são para ganhar um novo rim.

As tecnologias emergentes que mais apontam para a produção em massa de órgãos e tecidos a partir de materiais biológicos são novíssimas impressoras 3D. Usando células do próprio paciente em vez de tinta, espera-se que a precisão robótica destas máquinas imprima estruturas de órgãos para transplantes. No ano passado, a start-up de biotecnologia norte-americana Organovo lançou a primeira máquina comercial para imprimir tecido humano. Fabricada para pesquisas desenvolvidas em laboratórios universitários, custa cerca de US$ 250 mil e produz vasos sanguíneos. A máquina já imprimiu estruturas de órgãos implantados em animais. “Chegaremos ao ponto de fabricar órgãos prontos para serem transplantados em pessoas”, afirmou à galileu o cientista húngaro Gabor Forgacs, um dos fundadores da Organovo e inventor do protótipo da impressora.

 DAS MÃOS ÀS MÁQUINAS

Anthony Atala é um pioneiro da fabricação de órgãos. Quatro dias após sua palestra no TED, ele, que é urologista pediátrico, publicou em um dos mais importantes periódicos científicos do mundo, The Lancet, o resultado de um estudo que acompanhou cinco mexicanos de 10 a 14 anos após receberem, em 2004, transplante de uretras criadas em seu laboratório. Os órgãos funcionaram normalmente ao longo dos seis anos de monitoramento. Em 1998, sua equipe já havia criado e implantado bexigas em nove crianças, tornando-se a primeira a transplantar em pessoas órgãos feitos em laboratório.

Atualmente, Atala e sua equipe desenvolvem e testam mais de 30 tipos de tecidos e órgãos, entre eles pele, rins, pâncreas, fígado e válvulas cardíacas. O cientista leva cerca de seis semanas para fabricar um órgão oco e relativamente simples como uma bexiga. O processo começa com a coleta de um pedaço de tecido, menor que a metade de um selo postal, da bexiga do paciente. Depois, as células são cultivadas em laboratório e colocadas dentro e fora de uma carcaça feita à base de colágeno. Assim, elas se espalham e se organizam por conta própria. Na última etapa, o órgão “semeado” é colocado em uma espécie de forno que simula as condições de um corpo humano, com 370 C de temperatura e 95% de oxigênio. Por utilizar células do paciente, o procedimento diminui muito as chances de rejeição.

Em outubro do ano passado, pesquisadores do mesmo instituto desenvolveram uma miniatura funcional de um fígado humano. Os cientistas retiraram o órgão de um animal morto. O fígado foi lavado com um detergente neutro para remover todas as células, deixando apenas o esqueleto de colágeno do órgão original. Feito isso, células humanas foram inseridas no suporte natural. Após uma semana dentro de uma máquina bombeada por nutrientes e oxigênio, o tecido de fígado humano começou a ser formado. Até agora, órgãos produzidos por este processo não foram colocados em pessoas. Mas é assim que Atala pretende fazer o primeiro transplante de rim de laboratório. O método também pode reutilizar órgãos humanos.

 PEÇA COM ANTECEDÊNCIA

Além da redução das filas para transplantes, a produção de órgãos em escala traria a diminuição de custos. Um procedimento como o dos garotos que receberam as uretras criadas no laboratório de Atala sai por cerca de US$ 5 mil (e não está disponível para o público). “O interesse comercial nestas tecnologias deve estimular sua industrialização e reduzir preços”, diz Atala. Ainda assim, a fabricação não será instantânea. O ideal, então, poderá ser a encomenda antecipada. “Se sua família tiver um histórico de problemas cardíacos, poderemos produzir vasos sanguíneos e guardá-los para o dia em que você precisar deles”, diz Forgacs, da Organovo. Com fabricação em massa e sob encomenda, você poderá comprar uma bexiga ou fígado novo quando os seus falharem. Quem sabe até parcelar no cartão.

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