Um novo interrutor para a terapia celular do futuro
O novo interrutor genético pode ser ativado com um adesivo de nitroglicerina disponível no mercado na pele
O corpo regula o seu metabolismo de forma muito precisa em todos os momentos. Por exemplo, células especializadas no pâncreas monitorizam constantemente o nível de açúcar no sangue. Se este subir após uma refeição, o corpo desencadeia uma cascata de sinais para baixar o açúcar no sangue.
Nos diabéticos, esta regulação deixa de funcionar de forma óptima. As pessoas afectadas têm demasiado açúcar no sangue. Têm de medir o seu nível de açúcar no sangue e injetar-se com insulina para o regular. Isto é bastante impreciso em comparação com o que o corpo faz.
Equipar as células com funções especiais
Martin Fussenegger, professor de Biotecnologia e Bioengenharia no Departamento de Ciência e Engenharia de Biossistemas da ETH Zurique, em Basileia, e a sua equipa trabalham há muito tempo em terapias celulares. Estas deverão permitir, um dia, tratar ou mesmo curar doenças metabólicas, como a diabetes, de forma individual e precisa.
E é assim que essas terapias celulares funcionam: Os investigadores modificam as células humanas, inserindo nelas uma rede de genes que lhes confere capacidades especiais. Estas células são implantadas nas pessoas, por exemplo, sob a pele. Um estímulo externo específico ativa a rede.
Tudo depende de um interrutor adequado
Nos últimos anos, os investigadores desenvolveram diferentes tipos de interruptores para este fim. Alguns podem ser controlados eletricamente, outros com luz, um até com música do grupo de rock britânico Queen.
Os investigadores de Basileia desenvolveram agora uma outra variante e apresentaram-na na revista Nature Biomedical Engineering.
"Para mim, esta solução é o melhor interrutor genético que o meu grupo e eu construímos até agora", sublinha Fussenegger. Isto porque o interrutor pode ser acionado com nitroglicerina, um ingrediente ativo há muito conhecido, e porque a aplicação - colar um penso na pele - é extremamente simples. Os pensos em vários tamanhos já podem ser comprados em qualquer farmácia.
A partir do penso, a nitroglicerina penetra rapidamente na pele, onde se encontra com um implante que contém células renais humanas modificadas.
O óxido nítrico inicia a rede
Estas células interceptam especificamente a nitroglicerina. Uma enzima incorporada nelas converte-a na molécula de sinalização natural óxido nítrico (NO). O NO provoca normalmente a dilatação dos vasos sanguíneos do corpo e o aumento do fluxo sanguíneo. É decomposto ao fim de poucos segundos, pelo que o NO só tem um efeito muito localizado.
As células implantadas são modificadas de forma a que o NO desencadeie a produção e libertação da substância mensageira GLP-1, que por sua vez aumenta a libertação de insulina pelas células beta do pâncreas, regulando assim o nível de glicose no sangue. O GLP-1 também desencadeia uma sensação de saciedade, o que reduz a ingestão de alimentos.
O novo interrutor é composto exclusivamente por componentes humanos, ou seja, não contém quaisquer componentes de outras espécies. "Isto é inovador e novo", diz Fussenegger. Com componentes de outras espécies, existe sempre o risco de uma comutação defeituosa, de interferência nos processos do próprio corpo ou de reacções imunitárias. "Aqui podemos excluir essa possibilidade".
Todo um arsenal de interruptores desenvolvido
O professor do ETH desenvolveu diferentes variantes de interruptores de genes ao longo dos últimos vinte anos. Algumas reagem a estímulos físicos, como eletricidade, ondas sonoras ou luz. Qual delas tem mais hipóteses de se tornar realidade um dia?
"Os accionadores físicos são interessantes porque não temos de usar moléculas que interferem com os processos do próprio corpo", diz o biotecnólogo. Os sinais eléctricos são ideais para controlar os interruptores e as redes genéticas com a eletrónica de vestir, como os smartphones ou os smartwatches. A IA também poderia ser integrada. "Por isso, acredito que as terapias celulares electrogénicas têm as melhores hipóteses de se concretizarem. Quando se trata de interruptores químicos, vejo a nova solução na pole position", diz Fussenegger.
No entanto, o desenvolvimento de tais terapias celulares baseadas em interruptores genéticos é complexo e moroso. "São necessárias décadas, muito pessoal e recursos suficientes para levar uma terapia celular à maturidade do mercado", diz o investigador. "Não há atalhos".
Até agora, Fussenegger tem-se concentrado principalmente nas terapias celulares para a diabetes. Esta é uma das doenças metabólicas mais comuns em todo o mundo. Afecta uma em cada dez pessoas. "Esta é a doença modelo com que estamos a trabalhar. No entanto, em princípio, também é possível desenvolver terapias celulares para outras doenças metabólicas, auto-imunes ou neurodegenerativas - basicamente para tudo o que precise de ser regulado dinamicamente." Muitos medicamentos são como um martelo que é utilizado para atingir cegamente um problema. "As terapias celulares, por outro lado, resolvem o problema de uma forma semelhante à do corpo", diz Fussenegger.
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