Cultivar músculos para a investigação
Novo sistema laboratorial desenvolve modelos tridimensionais em miniatura de tecido muscular humano
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Um forte impulso para a investigação neuromuscular no Hospital Universitário BG Bergmannsheil: a Clínica Neurológica, em conjunto com o Instituto Heimer de Investigação Muscular, introduziu um sistema laboratorial de última geração. Este permite a produção dos chamados organóides musculares. Trata-se de modelos tridimensionais em miniatura de tecido muscular humano, que correspondem com grande precisão aos músculos reais, tanto na sua estrutura como no seu funcionamento. Com eles, os investigadores podem estudar de forma muito realista os mecanismos das doenças e novas terapias para as doenças musculares.
O PD Dr. Felix Kleefeld e o Dr. Nassam Daya mostram uma imagem microscópica ampliada de um organóide muscular.
BG Universitätsklinikum Bergmannsheil
As doenças neuromusculares são extremamente variadas, podendo manifestar-se através de fraqueza muscular, dores ou paralisias. Em muitas formas da doença, os processos que estão na origem da mesma são desconhecidos, não existindo, muitas vezes, terapias eficazes. A Clínica e Policlínica Neurológica do Bergmannsheil (Diretor: Prof. Dr. Tobias Ruck), juntamente com o Instituto Heimer de Investigação Muscular, que lhe está associado, especializou-se há muitos anos na investigação destes quadros clínicos. Um novo sistema laboratorial eleva agora as possibilidades de investigação no Bergmannsheil a um nível superior.
Medir movimentos musculares num modelo em miniatura
«Graças ao novo equipamento, podemos cultivar pequenos fragmentos de tecido que se assemelham muito ao tecido muscular humano, tanto na sua estrutura como na sua função», explica o Dr. Felix Kleefeld, médico adjunto da Clínica Neurológica. «Ao contrário das culturas celulares simples, que são bidimensionais, os organóides musculares modernos têm uma estrutura tridimensional e, por isso, assemelham-se mais à estrutura natural.» No entanto, o cultivo desses organóides é tecnicamente complexo. Primeiro, através de uma amostra de tecido (biópsia muscular), são obtidas células estaminais musculares de um dador humano ou de doentes. Estas são multiplicadas em laboratório. Posteriormente, as células são diferenciadas tridimensionalmente numa estrutura gelatinosa — com uma consistência semelhante à da gelatina —, formando minimúsculos (organóides) com cerca de cinco milímetros.
A particularidade do novo sistema reside no facto de os organóides musculares se esticarem entre duas varetas e poderem gerar força tal como os músculos reais. Estes organóides podem ser estimulados, de modo a que o tecido se contraia. Uma das varetas de cada par, entre as quais o tecido se estende, é magnética. Um sensor regista até os movimentos mais ínfimos do organóide muscular. A partir dos resultados das medições destes movimentos, é possível obter dados muito precisos sobre o desempenho dos músculos artificiais e sobre a forma como reagem à carga, aos medicamentos ou a alterações genéticas.
Compreender os processos patológicos no tecido humano
«Com esta tecnologia, podemos, pela primeira vez, compreender os processos patológicos diretamente no tecido humano», afirma o Dr. Kleefeld. «Isto abre-nos possibilidades totalmente novas para desenvolver terapias inovadoras e testar a sua eficácia com precisão.» Fundamentalmente, o sistema também apoia o conceito de medicina personalizada. Com efeito, a utilização de organoides a partir de células estaminais do próprio doente permite simular o curso individual da doença e encontrar abordagens terapêuticas à medida. Esta abordagem desempenha um papel especial, sobretudo no contexto das doenças raras.
Os custos de aquisição do sistema de laboratório «Mantarray» ascenderam a cerca de 200 000 euros. Este é utilizado no laboratório de investigação do Instituto Heimer de Investigação Muscular, na Clínica Neurológica do Bergmannsheil. «O novo equipamento reforça o perfil do Bergmannsheil como um centro de excelência para a investigação muscular inovadora, com projeção suprarregional», afirma com satisfação o Prof. Dr. Tobias Ruck, diretor da Clínica Neurológica do Bergmannsheil.
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