MITTRV, 06/05/2024
Por Antonio Regalado
Será que os animais podem ser criados sem espermatozoides ou óvulos? A resposta poderia revolucionar nossas ideias sobre o que é a vida.
Era uma manhã fresca na unidade de ensino de gado em Gainesville, Flórida, e a vaca número #307 estava se contorcendo em sua baia de metal enquanto o braço de um estudante, empoleirado em um banco, desaparecia em seu colo do útero. O braço segurava um frasco de água.
Sete outros animais estavam de pé nas proximidades atrás de uma grade; seria a vez deles em seguida para que seus úteros fossem lavados. Assim que o conteúdo do útero da #307 escorreu para um balde, um trabalhador o levou rapidamente para um pequeno laboratório montado sob as empenas corrugadas do celeiro.
"É alguma coisa!" disse um pós-doutorando chamado Hao Ming, vestido com macacões azuis e botas de lama, contendo um delicado pedaço de tecido rosa sob a lente de um microscópio. Mas depois ele recuou, menos convicto. "É difícil dizer."
O experimento, na Universidade da Flórida, é uma tentativa de criar um grande animal apenas a partir de células-tronco – sem óvulo, sem espermatozoide e sem concepção. Uma semana antes, "embriões sintéticos", estruturas artificiais criadas em laboratório, haviam sido transferidos para os úteros das oito vacas. Agora era hora de ver o que havia crescido.
Cerca de uma década atrás, os biólogos começaram a observar que as células-tronco, deixadas sozinhas em um recipiente plástico, se auto-organizam espontaneamente e tentam formar um embrião. Essas estruturas, às vezes chamadas de "modelos de embriões" ou embrióides, gradualmente se tornaram cada vez mais realistas. Em 2022, um laboratório em Israel cultivou a versão de rato em um frasco até que dobras cranianas e um coração batendo aparecessem.
No centro da Flórida, os pesquisadores agora estão tentando ir até o fim. Eles querem criar um animal vivo. Se conseguirem, não seria apenas uma nova maneira de reproduzir gado. Poderia abalar nossa noção do que é a vida. "Nunca houve um nascimento sem um óvulo", diz Zongliang "Carl" Jiang, o biólogo reprodutivo que lidera o projeto. "Todo mundo diz que é tão legal, tão importante, mas me mostre mais dados – me mostre que pode ser uma gravidez. Então esse é o nosso objetivo."
Por enquanto, o sucesso não é certo, principalmente porque os embriões feitos em laboratório a partir de células-tronco ainda não são exatamente iguais ao real. Eles são mais como um embrião visto através de um espelho de casa de diversões; as partes certas, mas nas proporções erradas. É por isso que eles estão sendo lavados após apenas uma semana – para que os pesquisadores possam verificar até onde cresceram e aprender a fazer melhores.
"Até agora, a maioria das pesquisas sobre embriões sintéticos envolveu células de camundongos ou humanas, e permaneceu no laboratório. Mas no ano passado, Jiang, junto com pesquisadores do Texas, publicou uma receita para fazer uma versão bovina, que chamaram de 'blastóides de gado' por sua semelhança com blastocistos, o estágio do embrião adequado para procedimentos de FIV."
Alguns pesquisadores acham que animais de células-tronco podem ser tão importantes quanto a ovelha Dolly, cujo nascimento em 1996 trouxe a tecnologia de clonagem para os currais. A clonagem, na qual uma célula adulta é colocada em um óvulo, permitiu que cientistas copiassem camundongos, gado, cães de estimação e até pôneis de pólo. Os jogadores de uma equipe argentina montam clones da mesma égua campeã, chamada Dolfina.
Os embriões sintéticos também são clones – das células iniciais das quais você os cultiva. Mas eles são feitos sem a necessidade de óvulos e podem ser criados em números muito maiores – em teoria, dezenas de milhares. E isso é o que poderia revolucionar a reprodução de gado. Imagine que todos os bezerros de um ano fossem cópias do touro mais musculoso do mundo, perfeitamente projetados para transformar grama em bife.
"Eu adoraria ver isso se tornar uma clonagem 2.0", diz Carlos Pinzón-Arteaga, o veterinário que liderou o trabalho de laboratório no Texas. "É como Star Wars com vacas."
A indústria começou a se movimentar. Uma empresa chamada Genus PLC, especializada em reprodução assistida de porcos e gado "geneticamente superiores", começou a comprar patentes sobre embriões sintéticos. Este ano começou a financiar o laboratório de Jiang para apoiar seu esforço, garantindo uma opção comercial para quaisquer descobertas que ele possa fazer.
Os zoológicos também estão interessados. Com muitos animais em perigo de extinção, a reprodução assistida é difícil. E com os recentemente extintos, é impossível. Tudo o que resta é algum tecido em um freezer. Mas esta tecnologia poderia, teoricamente, dar vida a esses espécimes – transformando-os em embriões, que poderiam ser levados a termo em uma mãe de uma espécie irmã.
Mas há uma razão ainda maior – e mais estranha – para prestar atenção ao esforço de Jiang para fazer um bezerro: vários laboratórios estão criando embriões humanos sintéticos super realistas também. É uma arena ética carregada, especialmente dadas as recentes mudanças nas leis de aborto dos EUA. Embora esses embriões humanos sejam considerados inviáveis – meros "modelos" que são justos para a pesquisa – tudo isso pode mudar rapidamente se o projeto da Flórida tiver sucesso.
"Se pode funcionar em um animal, pode funcionar em um humano", diz Pinzón-Arteaga, que agora trabalha na Escola de Medicina de Harvard. "E isso é o episódio de Black Mirror."
Embriões industriais
Três semanas antes de a vaca #307 ficar no estaleiro, ela e outras sete novilhas haviam recebido hormônios estimulantes, para enganar seus corpos a pensar que estavam grávidas. Depois disso, os alunos de Jiang carregaram os blastoides em um canudo que usavam como um estilingue para atirá-los em direção aos ovidutos de cada animal.
Muitos pesquisadores pensam que, se um animal de células-tronco nascer, o primeiro provavelmente será um rato. Os ratos são baratos para trabalhar e se reproduzem rapidamente. E uma equipe já cultivou um embrião sintético de rato por oito dias em um útero artificial – um grande passo, já que a gravidez de um rato dura apenas três semanas.
Mas os bovinos podem não estar muito atrás. Há uma grande indústria de reprodução assistida em bovinos, com mais de um milhão de tentativas de FIV por ano, metade delas na América do Norte. Muitos outros bovinos de carne e leite são inseminados artificialmente com sêmen de touros de alta classificação. "O gado é mais difícil", diz Jiang. "Mas temos toda a tecnologia."
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| Inspecionando um embrião “sintético” que foi gestado em uma vaca |
O que saiu da vaca #307 acabou sendo danificado, apenas um fragmento. Mas mais tarde naquele dia, no laboratório principal de Jiang, os alunos caminhavam rapidamente pelo linóleo segurando algo em uma placa de Petri. Eles haviam recuperado estruturas embrionárias intactas de algumas das outras vacas. Essas pareciam longas e finas, como vermes, ou a pele descartada por uma cobra em miniatura.
Isso é precisamente como deveria ser um embrião bovino de duas semanas. Mas a aparência externa é enganosa, diz Jiang. Depois que produtos químicos corantes são adicionados, a desordem dentro deles é aparente. Essas "estruturas alongadas", como Jiang as chama, têm as partes certas – células do disco embrionário e da placenta –, mas nada está exatamente no lugar certo.
"Eu não as chamaria de embriões ainda, porque ainda não podemos dizer se estão saudáveis ou não", diz ele. "Essas linhagens estão lá, mas estão desorganizadas."
Clonagem 2.0
Jiang demonstrou como os blastoides são cultivados em uma placa de plástico em seu laboratório. Primeiro, seus alunos depositam células-tronco em tubos estreitos. Em confinamento, as células começam a se comunicar e rapidamente começam a tentar formar um blastoide. "Podemos gerar centenas de milhares de blastoides. Então é um processo industrial", diz ele. "É realmente simples."
Essa escalabilidade é o que poderia fazer dos blastoides um poderoso substituto para a tecnologia de clonagem. A clonagem de bovinos ainda é um processo complicado, que apenas técnicos habilidosos podem gerenciar, e também requer óvulos, que vêm de matadouros. Mas ao contrário dos blastoides, a clonagem é bem estabelecida e realmente funciona, diz Cody Kime, diretor de P&D da Trans Ova Genetics, em Sioux Center, Iowa. A cada ano, sua empresa clona milhares de porcos, bem como centenas de bovinos premiados.
"Muitas pessoas gostariam de ver uma maneira de amplificar os melhores animais tão facilmente quanto possível", diz Kime.
"Mas os blastoides ainda não são funcionais. A expressão gênica é aberrante ao ponto de total falha. Os embriões parecem borrados, como se alguém os tivesse esculpido com mingau ou massinha de modelar. Não é a coisa bonita que você espera. Os detalhes finos estão faltando."
Nesta primavera, Jiang soube que o Departamento de Agricultura dos EUA compartilhava esse ceticismo, quando rejeitaram sua solicitação de financiamento de US $ 650.000. "Recebi críticas: 'Oh, isso não vai funcionar'. Que isso é de alto risco e baixa eficiência", diz ele. "Mas para mim, isso mudaria todo o programa de reprodução."
Um problema pode ser as células iniciais. Jiang usa células-tronco embrionárias bovinas – retiradas de embriões de bovinos. Mas essas células-tronco não são tão versáteis quanto precisam ser. Por exemplo, para fazer os primeiros blastoides de gado, a equipe no Texas teve que adicionar um segundo tipo de célula, que pode formar uma placenta.
O que é necessário são células "ingênuas" especialmente preparadas que estão melhor preparadas para formar todo o conceito – tanto o embrião quanto a placenta. Jiang me mostrou um PowerPoint com uma grande grade de diferentes fatores de crescimento e condições laboratoriais que ele está testando. Cultivar células-tronco em diferentes produtos químicos pode mudar o padrão de genes que são ativados. A última leva de blastoides, diz ele, foi feita usando uma receita mais nova e só precisava começar com um tipo de célula.
Matadouro
Jiang não pode dizer quanto tempo levará antes de ele fazer um bezerro. Seu objetivo imediato é uma gravidez que dure 30 dias. Se um embrião sintético puder crescer tanto tempo, ele pensa, poderia ir até o fim, já que "a maioria das perdas de gravidez em bovinos ocorre no primeiro mês."
Para um projeto de reinventar a reprodução, o orçamento de Jiang não é particularmente grande, e ele se preocupa com a conta de US $ 2 por dia para alimentar cada uma de suas vacas. Durante um tour pelo departamento de ciência animal da UFL, ele abriu a porta para uma sala de abate, um espaço abobadado com trilhos e correntes no teto, onde um homem com um avental de borracha estava manuseando uma mangueira. Cheirava a sangue fresco limpo.
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| O biólogo reprodutivo Carl Jiang lidera um esforço para produzir animais a partir de células-tronco. |
Foi aqui que a vaca #307 acabou. Depois de cerca de 20 transferências de embriões ao longo de três anos, seu colo do útero estava desgastado, e ela veio para cá. Ela foi abatida, sua carne embrulhada e rotulada, e vendida ao público a preços de mercado em uma pequena loja na frente do prédio. É importante para todos na universidade que os sujeitos de pesquisa não sejam desperdiçados. "Eles são comida", diz Jiang.
Mas ainda há um limite para quantas vacas ele pode usar. Ele tinha 18 novilhas prontas para entrar no experimento, mas e se apenas 1% dos embriões se desenvolvessem corretamente? Isso significaria que ele precisaria de 100 mães substitutas para ver qualquer coisa. Isso lembra Jiang das primeiras tentativas de clonagem: a ovelha Dolly foi uma das 277 tentativas, e as outras não deram em nada. "Quão rápido isso acontecerá pode depender da indústria. Eles têm muitos animais. Poderia levar 30 anos sem eles", diz ele.
"Vai ser difícil", concorda Peter Hansen, professor distinto no departamento de Jiang. "Mas quem fizer primeiro ..." Ele deixa o pensamento pairar. "A reprodução in vitro é o próximo grande avanço."
Questão humana
O gado não é a única espécie em que os pesquisadores estão verificando o potencial dos embriões sintéticos para continuar se desenvolvendo em fetos. Pesquisadores na China transplantaram embriões sintéticos para os úteros de macacos várias vezes. Um relatório em 2023 descobriu que os transplantes causaram sinais hormonais de gravidez, embora nenhum feto de macaco tenha surgido.
Como os macacos são primatas, como nós, tais experimentos levantam uma questão óbvia. Será que um laboratório em algum lugar tentará transferir um embrião sintético para uma pessoa? Em muitos países, isso seria ilegal, e grupos científicos dizem que tal experimento deveria ser estritamente proibido.
Neste verão, líderes de pesquisa ficaram alarmados com um frenesi midiático em torno de relatórios de modelos super realistas de embriões humanos, que haviam sido criados em laboratórios no Reino Unido e em Israel – alguns dos quais pareciam imitações quase perfeitas. Para acalmar a especulação, em junho a Sociedade Internacional de Pesquisa com Células-Tronco, um poderoso grupo de ciência e lobby, emitiu uma declaração declarando que os modelos "não são embriões" e "não podem e não vão se desenvolver para equivalentes de humanos pós-natais".
Alguns pesquisadores acham que foi uma coisa imprudente a se dizer. Isso porque a declaração seria desmentida, biologicamente, assim que qualquer tipo de animal de células-tronco nascer. E muitos cientistas de ponta esperam que isso aconteça. "Eu acho que há um caminho. Especialmente em ratos, acho que chegaremos lá", diz Jun Wu, que lidera o grupo de pesquisa no Centro Médico UT Southwestern, em Dallas, que colaborou com Jiang. "A questão é, se isso acontecer, como lidaremos com uma tecnologia semelhante em humanos?"
Jiang diz que não acha que alguém vá criar uma pessoa a partir de células-tronco. E ele certamente não está interessado em fazê-lo. Ele é apenas um pesquisador de gado em um departamento de ciência animal. "Os cientistas pertencem à sociedade, e precisamos seguir diretrizes éticas. Então não podemos fazer isso. Não é permitido", diz ele. "Mas em grandes animais, somos permitidos. Somos incentivados. E então podemos fazer acontecer."
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