Lagartos podem desenvolver membros inteiros. Minhocas, estrelas do mar e pepinos do mar crescem em corpos inteiros. Os tubarões estão constantemente substituindo dentes perdidos, muitas vezes crescendo mais de 20.000 dentes ao longo da vida. Como transferir esses superpoderes práticos para as pessoas? Resposta: por meio da inovação em medicina regenerativa de ponta. Enquanto o big data e a inteligência artificial estão remodelando nossa prática médica e inventando novas terapias, a medicina regenerativa visa substituir e rejuvenescer nosso corpo físico.
Todos os órgãos do corpo humano podem ser renovados?
Três tecnologias regenerativas estão sendo desenvolvidas, que juntas devem nos permitir melhorar completa e completamente e até mesmo substituir órgãos humanos vitais:
- Recuperação: células-tronco, o motor regenerativo do corpo
- Substituição: regeneração de órgãos e bioimpressão
- Rejuvenescimento: sangue jovem e parabiose
Vamos mergulhar na perspectiva da imortalidade.
Renovação e células-tronco: o motor regenerativo do corpo
As células-tronco são células indecisas que podem se transformar em células especializadas - coração, neurônios, fígado, pulmões, pele e assim por diante. Eles também podem se dividir para produzir mais células-tronco.
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Uma criança ou um jovem adulto possui muitas dessas células-tronco e elas atuam como um sistema de recuperação integrado. Eles são frequentemente chamados ao local da lesão ou inflamação para reparar e restaurar a função normal.
Mas com a idade, nosso estoque de células-tronco começa a diminuir por um fator de 100 a 10.000, dependendo dos tecidos e órgãos. Além disso, as células-tronco sofrem mutações genéticas que reduzem a qualidade e a eficiência da renovação e do reparo do corpo.
Pense nas células-tronco como uma equipe de reparadores em sua mansão recém-construída. Quando a mansão é nova e os reparadores são jovens, não será difícil consertar nada. Mas à medida que os reparadores envelhecem e o número deles diminui, sua mansão declina gradualmente e finalmente desmorona.
E se pudéssemos reparar e rejuvenescer a população de células-tronco?
Uma opção para recuperação e rejuvenescimento é extrair e concentrar suas próprias células-tronco adultas autólogas de locais como tecido adiposo (ou adiposo) ou ponte óssea.
Essas células-tronco, no entanto, são em menor número e sofreram mutações (dependendo da sua idade) quando comparadas ao "código-fonte" original. Muitos cientistas e médicos agora preferem uma fonte alternativa: a obtenção de células-tronco da placenta ou do cordão umbilical que sobrou após o parto. Essas células-tronco, disponíveis em grande número e contendo o software intacto do recém-nascido, podem ser injetadas nas articulações ou por via intravenosa para rejuvenescimento e revitalização.
Pense nessas células-tronco como fábricas químicas que produzem fatores de crescimento vitais que podem ajudar a reduzir a inflamação, combater doenças auto-imunes, aumentar a massa muscular, reparar articulações e até mesmo revitalizar a pele e o cabelo crescer.
Nos últimos dez anos, o número de publicações de pesquisas relacionadas a células-tronco aumentou 40 vezes por ano, e o mercado de células-tronco deve crescer para US $ 297 bilhões até 2022.
Iniciativas crescentes na pesquisa e desenvolvimento de opções de tratamento para doenças crônicas e a crescente demanda por opções de tratamento regenerativo são as forças motrizes mais significativas por trás desta indústria emergente.
Biólogos liderados por Koji Nishida, da Universidade de Osaka, no Japão, descobriram uma nova maneira de crescer e desenvolver os tecidos que constituem o globo ocular humano. Os cientistas podem fazer crescer a retina, a córnea, o cristalino e muito mais usando apenas uma pequena amostra de pele adulta.
Em um estudo de Stanford, sete dos dezoito sobreviventes de derrame que concordaram com o tratamento com células-tronco mostraram melhorias significativas na função motora. Este tratamento pode funcionar para outras doenças neurodegenerativas, como Alzheimer, Parkinson e ALS.
Os médicos do Centro de Neurorreabilitação da USC injetaram células-tronco na coluna cervical ferida de um homem de 21 anos recentemente paralítico. Três meses depois, ele mostrou melhora significativa na sensibilidade e movimento em ambas as mãos.
Em 2019, médicos no Reino Unido curaram um paciente com HIV pela segunda vez na história, graças à eficácia das células-tronco. Após o tratamento com células-tronco hematopoéticas alogênicas de um paciente com câncer (com HIV) com linfoma de Hodgkin, o paciente iniciou uma remissão de longo prazo do HIV - 18 meses, que continuou no momento da publicação do estudo.
Substituição: regeneração de órgãos e impressão 3D
Em janeiro de 2019, apenas nos EUA, mais de 113.000 pessoas aguardavam por uma fila para transplante de órgãos - e a cada 10 minutos alguém é adicionado a essa fila.
Um grande número de pessoas que precisam de "peças de reposição" nunca chega às listas de espera. E uma média de 20 pessoas morrem todos os dias enquanto esperam por um transplante. Os órgãos estão muito faltando.
A demanda excessiva por doações de órgãos só aumentará à medida que a tecnologia - como carros autônomos - torna o mundo um lugar mais seguro. E muitos doadores de órgãos são a infeliz consequência de acidentes de carro e motocicleta. Veículos mais seguros significam menos acidentes e doadores.
Obviamente, a medicina substitutiva e restauradora (regenerativa) apresenta uma grande oportunidade aqui.
Negociantes de órgão
O CEO da United Therapeutics, Martin Rothblatt, ex-empresário aeroespacial (ela foi a fundadora da Sirius Satellite Radio), mudou de carreira na década de 1990 depois que sua filha desenvolveu uma doença pulmonar rara.
Hoje ela trabalha na indústria de reposição de órgãos. Inicialmente, Rothblatt se concentrou na doença pulmonar enquanto trabalhava em um pulmão substituto. Para atingir esse objetivo, sua empresa, a United Therapeutics, tem trabalhado em várias tecnologias em paralelo.
Pulmões de impressão 3D
Em 2017, a United se associou a uma das maiores empresas de impressão 3D do mundo - 3D Systems - para criar uma bioprinter de colágeno e pagou outra empresa, a 3Scan, para fatiar os pulmões e criar um mapa detalhado de seu interior.
A bioprinter 3D Systems agora usa o método de estereolitografia. Um laser ultravioleta ilumina uma pequena piscina de colágeno dopado com moléculas sensíveis à luz. Onde quer que o laser pare, o colágeno se solidifica.
Gradualmente, o objeto impresso é coberto por novas camadas. A impressora pode atualmente empilhar colágeno em uma resolução de cerca de 20 micrômetros, mas uma resolução em escala de micrômetro será necessária para garantir a função pulmonar.
Depois que os andaimes de colágeno dos pulmões são impressos, a próxima etapa é injetar células humanas neles - o chamado processo de recelularização. O objetivo aqui é usar células-tronco que crescem no andaime e se diferenciam, fornecendo a funcionalidade adequada. Todas as indicações são de que essa abordagem pode funcionar.
Em 2018, um cirurgião experimental da Universidade de Harvard, Harald Ott, relatou que havia bombeado bilhões de células humanas (do cordão umbilical e pulmões cortados) para o pulmão de um porco, desprovido de suas próprias células. Quando a equipe de Ott reconectou o órgão à circulação do porco, ele manifestou função rudimentar.
Humanizando pulmões de porco
A estratégia de produção de outros órgãos de Rothblatt é chamada de xenotransplante, a ideia de transplantar os órgãos de um animal em humanos que precisam ser substituídos.
Dado que os órgãos de um porco adulto são semelhantes em tamanho e forma aos humanos, a United Therapeutics se concentrou na modificação genética dos porcos para permitir que os humanos usem seus órgãos. “Não é realmente um grande negócio”, disse Rothblatt em 2015. "É editar um gene após o outro."
Para atingir esse objetivo, a United Therapeutics fez uma série de investimentos em empresas como Revivicor e Synthetic Genomics e assinou importantes acordos de financiamento com a University of Maryland, University of Alabama e New York Presbyterian / Columbia Medical Center para criar novos programas de xenotransplante de coração, rim e pulmão. respectivamente. Rothblatt espera ver o primeiro transplante humano em três a quatro anos.
Em preparação para o dia, a United Therapeutics adquiriu 132 acres de terra no Research Triangle Park e construiu um laboratório médico de 140.000 metros quadrados que irá produzir até 1.000 pulmões de porco saudáveis - xenolungs - de porcos geneticamente modificados anualmente.
Sistemas de perfusão pulmonar ex vivo
Além da impressão 3D e da engenharia genética de pulmões de porco, Rothblatt já deu início a uma terceira abordagem de curto prazo para melhorar o fornecimento de pulmões aos necessitados.
Apenas cerca de 30 por cento dos pulmões de doadores potenciais atendem aos critérios de transplante; destes, apenas 85% podem ser usados após a chegada ao centro cirúrgico. Como resultado, quase 75% dos pulmões possíveis nunca terminam em um receptor necessitado.
E se esses pulmões pudessem ser reparados? Isso é precisamente o que a próxima abordagem do Dr. Rothblatt é.
Em 2016, a United Therapeutics investiu $ 41,8 milhões na TransMedics, uma empresa de Massachusetts que desenvolve sistemas de perfusão ex vivo para pulmões, corações e rins doados.
O XVIVO Perfusion System retira pulmões de qualidade marginal que não atendiam inicialmente aos critérios para transplante, realiza perfusão e ventilação em condições térmicas normais, para que o cirurgião possa reavaliar a adequação do enxerto.
Sangue jovem e parabiose
O que é parabiose? Acredita-se que as transfusões regulares de sangue de indivíduos mais jovens e em boa forma física podem retardar significativamente o processo de envelhecimento. E isso já está acontecendo agora.
Estudos de Stanford e Harvard mostraram que animais mais velhos, quando transfundidos com sangue de animais jovens, apresentam regeneração em muitos tecidos e órgãos.
O inverso também é verdadeiro: animais jovens envelhecem mais rápido quando recebem sangue de animais mais velhos. Tirar proveito dessa fonte virtual da juventude é complicado.
Ambrosia
Uma empresa, uma startup com sede em San Francisco chamada Ambrosia, iniciou recentemente testes práticos de parabiose. Seu protocolo é simples: participantes saudáveis com 35 anos ou mais recebem transfusões de plasma de doadores com menos de 25 anos, e os cientistas monitoram seu sangue durante os próximos dois anos, tentando determinar indicadores moleculares de saúde e envelhecimento.
O fundador da Ambrosia, Jesse Karmazin, ficou interessado em abrir uma empresa de parabiose depois de ver dados impressionantes com animais e estudos humanos no exterior: em cada ensaio, os indivíduos experimentaram reversão dos sintomas do envelhecimento em quase todos os principais sistemas orgânicos. “Os efeitos parecem ser quase permanentes”, diz ele. "É quase como restaurar a expressão do gene."
A introdução de suas próprias células-tronco do cordão umbilical à medida que você envelhece pode trazer enormes benefícios para a longevidade. Após um comunicado à imprensa do FDA em fevereiro de 2019, Ambrosia parou de tratar clientes alguns meses após o início das operações.
Entende-se que o FDA levantou preocupações sobre a prática da parabiose porque até o momento há uma acentuada falta de dados clínicos para apoiar a eficácia do tratamento.
Elevian
Na outra extremidade do espectro de reputação está a Elevian, uma startup da Universidade de Harvard. Elevian aborda a longevidade com uma estratégia cuidadosa e baseada na ciência. Peter Diamandis tornou-se consultor e investidor da Elevian.
O CEO da empresa, Mark Allen, M. D., juntou-se a uma dúzia de PhDs de Harvard. Os fundadores científicos da Elevian se juntaram à empresa após identificar fatores circulantes específicos que podem ser responsáveis pelo efeito do "sangue jovem".
Um exemplo: uma molécula de ocorrência natural conhecida como "fator de diferenciação de crescimento 11" ou GDF11. Após sua introdução em ratos idosos, muitos dos efeitos regenerativos do sangue jovem foram reproduzidos, o coração, cérebro, músculos, pulmões e rins foram regenerados.
Em particular, a suplementação de GDF11 reduz a hipertrofia cardíaca relacionada à idade, acelera a recuperação do músculo esquelético, melhora a tolerância ao exercício, melhora a função cerebral e o fluxo sanguíneo cerebral e melhora o metabolismo.
Elevian está desenvolvendo uma gama de agentes terapêuticos que regulam GDF11 e outros fatores circulantes. O objetivo é restaurar a capacidade natural de regeneração do corpo, que Elevian acredita que pode resolver uma série de causas subjacentes de doenças relacionadas com a idade e reverter ou prevenir muitas das doenças associadas ao envelhecimento e estender a expectativa de vida saudável.
Estamos nos aproximando da imortalidade?
Em 1992, o futurista Leland Kaiser cunhou o termo "medicina regenerativa":
"Um novo ramo da medicina irá evoluir para tentar mudar o curso das doenças crônicas e, em muitos casos, reparar sistemas orgânicos cansados e enfraquecidos."
Desde então, a poderosa indústria da medicina regenerativa cresceu exponencialmente e espera-se que esse rápido crescimento continue. Uma extensão radical da vida humana está no horizonte. Muito em breve, estaremos todos ganhando superpoderes regenerativos que antes pertenciam a apenas um punhado de animais e super-heróis dos quadrinhos.
Ilya Khel
