Os pesquisadores desenvolveram tecido de órgão testicular em laboratório que se assemelha muito a testículos reais. Esta descoberta fornece um modelo promissor para investigação que pode avançar a nossa compreensão do desenvolvimento de órgãos e traduzir-se em aplicações terapêuticas para a infertilidade masculina.
Organóides são órgãos tridimensionais em miniatura cultivados em laboratório, derivados principalmente de células-tronco, e abrem novas maneiras de simular modelos de órgãos, incluindo o estudo de estados de doenças e o teste de medicamentos terapêuticos. Na última década, vimos cérebros, corações, pulmões, estômagos e cólons miniaturizados que continuam a aumentar em complexidade e funcionalidade. No entanto, atualmente não existem organoides que imitem testículos.
Pesquisadores da Universidade Bar-Ilan de Israel mudaram isso ao cultivar tecido testicular (que é o que significa um único testículo) de células de camundongos recém-nascidos e gerar uma estrutura semelhante a um testículo real.
Nitzan Gonen, autor correspondente do estudo, disse: “Os testículos artificiais são um modelo promissor para a pesquisa básica sobre o desenvolvimento e função testicular, que pode ser traduzido em aplicações para o tratamento de distúrbios do desenvolvimento sexual e infertilidade”.
A disfunção do desenvolvimento testicular pode levar a distúrbios do desenvolvimento sexual (DDS), comumente conhecidos hoje como intersexo, um grupo de distúrbios raros que envolvem genes, hormônios e órgãos reprodutivos, incluindo os genitais. Os distúrbios do desenvolvimento também podem levar à infertilidade masculina, e os mecanismos genéticos e ambientais subjacentes a esta situação são pouco compreendidos.
Os pesquisadores começaram com testículos de ratos recém-nascidos, em vez de testículos embrionários. Os testículos embrionários têm menos células testiculares disponíveis do que os testículos recém-nascidos. Os ratos utilizados no estudo foram geneticamente modificados para que os pesquisadores pudessem rastrear a presença e o status das células de Sertoli, que são críticas para a formação testicular e para a produção e desenvolvimento de espermatozoides (espermatogênese).
Os pesquisadores colheram testículos inteiros de camundongos com quatro a sete dias de idade; as células testiculares imaturas foram dissociadas em células únicas e reconstituídas em meios de cultura contendo fatores normalmente encontrados nos testículos. Os pesquisadores usam um sistema de cultura 3D para apoiar uma melhor formação e manutenção de organoides testiculares. No dia seguinte, as células formaram um tecido semelhante a um órgão e continuaram a crescer ao longo de nove semanas até entrarem em colapso.
O testículo é composto por duas partes principais: o cordão testicular (que mais tarde se transforma nos túbulos seminíferos produtores de espermatozoides) e a região intersticial (área de suporte mecânico dos túbulos seminíferos e área de produção de testosterona). Ambos contêm tipos específicos de células. Após 21 dias, o tecido do órgão continha todos os principais tipos de células testiculares, incluindo células de Sertoli, e estava organizado de maneira muito semelhante a um testículo real. As células de Sertoli formam muitas estruturas tubulares semelhantes aos túbulos seminíferos.
Embora seja relativamente conveniente usar células recém-nascidas colhidas de camundongos recém-nascidos para criar tecido de órgãos testiculares, os pesquisadores tentaram usar células embrionárias, que precisam ser colhidas de camundongos fêmeas grávidas. Aqui está o pensamento deles: as células neonatais são de uso limitado porque muitas doenças relacionadas ao desenvolvimento e disfunção testicular ocorrem durante o estágio embrionário. Usando a mesma técnica, eles cultivaram com sucesso tecido de órgão testicular a partir de células embrionárias de camundongos, com uma estrutura tubular mais clara do que tecido de órgão cultivado a partir de células neonatais. Quando os pesquisadores tentaram usar células testiculares adultas, não conseguiram formar organoides.
Embora o tecido do órgão testicular não consiga produzir espermatozóides, há sinais de que isso é possível. A espermogênese é um processo longo. As células-tronco dos espermatozoides sofrem meiose (divisão celular) para formar espermatócitos, que então se desenvolvem em espermatozoides maduros. Os investigadores descobriram que a expressão de baixo nível de marcadores meióticos no tecido do órgão parecia depender do tempo, principalmente entre os dias 21 e 42, o que pode indicar a presença de um pequeno número de espermatozóides totalmente maduros em fases posteriores da cultura de tecidos de órgãos.
O tecido do órgão se assemelha muito aos testículos reais, o que significa que eles poderiam ser usados para avançar na nossa compreensão dos mecanismos de determinação do sexo e fornecer soluções para a infertilidade masculina.
No futuro, os pesquisadores planejam usar amostras humanas para produzir organoides. Por exemplo, organoides testiculares feitos de células humanas poderiam ajudar crianças submetidas a tratamento de câncer que prejudica sua capacidade de produzir espermatozoides funcionais. Eles prevêem a colheita de espermatozoides imaturos e seu congelamento para uso na criação de organoides férteis de espermatozoides.
A pesquisa foi publicada no International Journal of Biological Sciences.