As células estaminais bovinas oferecem uma nova abordagem à investigação futura sobre bife cultivado
Investigadores do EMBL de Barcelona desenvolvem tecidos bovinos auto-organizados que contêm células musculares, nervosas e vasculares
A carne cultivada tem como objetivo produzir carne a partir de células animais em laboratório, sem necessidade de criar um animal vivo para a produção de carne. Tem sido apresentada como uma alternativa potencialmente mais sustentável à produção convencional de carne. No entanto, recriar algo tão complexo como um bife — em vez de carne picada — continua a ser um grande desafio científico.
Tecido bovino em 3D que contém fibras musculares e redes semelhantes a vasos sanguíneos.
Marina Sanaki-Matsumiya/EMBL, CC BY-NC-SA
Atualmente, investigadores do EMBL Barcelona desenvolveram um método para cultivar tecidos bovinos auto-organizados, contendo células musculares, nervosas e vasculares, a partir de uma linha de células estaminais embrionárias bovinas cultivadas em laboratório. Este trabalho proporciona uma nova plataforma para o estudo da formação de tecidos e poderá contribuir para o avanço das futuras tecnologias de carne cultivada. O trabalho foi publicado na revista *Nature Communications*.
As abordagens atuais à carne de vaca cultivada dependem normalmente de células estaminais retiradas de vacas adultas. Embora estas células possam produzir músculo, têm uma capacidade limitada de divisão e já estão predeterminadas a tornar-se apenas determinados tipos de tecido. Isto torna difícil recriar a diversidade de tipos de células encontradas na carne real.
Miki Ebisuya, antiga chefe de grupo no EMBL Barcelona e atual professora Humboldt na PoL-TU Dresden, e a sua equipa utilizaram uma linha estabelecida de células estaminais embrionárias bovinas que podem ser cultivadas e multiplicadas em laboratório durante longos períodos. Ao contrário das células adultas, as células estaminais embrionárias podem proliferar durante longos períodos e mantêm a capacidade de se desenvolverem em muitos tipos de células diferentes. Ao orientarem cuidadosamente o seu desenvolvimento, os investigadores geraram simultaneamente três componentes-chave do tecido muscular: células musculares esqueléticas, neurónios e células endoteliais, que podem formar vasos sanguíneos. Notavelmente, as células organizaram-se em agregados tridimensionais semelhantes a tecido, sem necessitarem de técnicas complexas de montagem.
«Um dos maiores desafios da carne cultivada é reproduzir a complexidade do tecido real», afirmou Marina Sanaki-Matsumiya, antiga bolseira de pós-doutoramento do Grupo Ebisuya e atualmente professora assistente na Universidade de Tsukuba, no Japão. «Em vez de cultivar cada tipo de célula separadamente e montá-las posteriormente, demonstrámos que as células estaminais embrionárias podem desenvolver-se em conjunto e auto-organizar-se, imitando o desenvolvimento do tecido real.»
A capacidade de desenvolver células endoteliais é particularmente importante. Nos tecidos vivos, os vasos sanguíneos fornecem oxigénio e nutrientes, permitindo que os tecidos cresçam e se mantenham saudáveis. Embora as redes semelhantes a vasos sanguíneos formadas neste estudo ainda sejam primitivas, representam um passo importante no sentido da criação de tecidos cultivados maiores e mais complexos.
Utilizando o protocolo desenvolvido pelo Grupo Ebisuya, os investigadores produziram agregados 3D com 0,6 mm de diâmetro em 15 dias. Embora estes tecidos sejam excepcionalmente pequenos, apresentam um nível significativo de complexidade celular. Em cada um dos agregados, formaram-se fibras musculares a par de redes de células endoteliais e neurónios espinhais que interagiam com o músculo, demonstrando que vários tipos de tecidos que interagem entre si podem ser gerados em conjunto a partir do mesmo processo de desenvolvimento, em vez de serem montados a partir de tipos de células adultas derivadas.
Os investigadores salientam que este trabalho constitui uma prova de conceito inicial, e não uma receita para a produção de bifes cultivados.
«O tecido que gerámos ainda é muito pequeno», afirmou Ebisuya. «Para produzir algo semelhante a um bife, precisaremos de tecidos muito maiores, com redes de vasos sanguíneos mais maduras, capazes de suportar um crescimento contínuo.»
Outro grande desafio é o custo. Cultivar células estaminais embrionárias e orientar o seu desenvolvimento requer, atualmente, meios de cultura celular e reagentes dispendiosos, o que torna a produção alimentar em grande escala economicamente inviável.
Para além da produção alimentar, este trabalho também constitui um modelo poderoso para compreender como se desenvolvem os tecidos musculares. Uma vez que o sistema contém vários tipos de células que interagem entre si, poderá ajudar os investigadores a estudar o desenvolvimento muscular e a engenharia de tecidos de formas que são difíceis de alcançar com culturas celulares mais simples.
Embora os bifes cultivados ainda estejam longe de se tornarem realidade, o estudo demonstra que as células estaminais embrionárias podem gerar vários dos componentes celulares essenciais num único sistema auto-organizado. Ao reunir células musculares, nervosas e vasculares, este trabalho estabelece bases importantes para a construção de tecidos cultivados mais complexos no futuro.
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