Um novo estudo sobre como e quando os precursores de óvulos e espermatozoides são formados durante o desenvolvimento pode ajudar a pavimentar o caminho para a geração de óvulos e espermatozoides no laboratório para tratar a infertilidade.

O estudo, publicado na revista Cell Reports , descreve a maneira pela qual as células-tronco humanas evoluem para células germinativas , precursoras de óvulos e espermatozóides .

“No momento, se seu corpo não produz células germinativas, não há opção para ter um filho biologicamente relacionado a você”, disse Amander Clark, principal autor do estudo, membro do Eli e Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Pesquisa com células-tronco na UCLA. “O que queremos fazer é usar células-tronco para gerar células germinativas fora do corpo humano, para que esse tipo de infertilidade possa ser superada”.

Estima-se que a infertilidade afete 10% da população dos EUA e as taxas de infertilidade aumentaram nas últimas décadas, porque mais pessoas estão esperando mais tempo para ter filhos. Muitas formas de infertilidade podem ser tratadas usando procedimentos que unem óvulo e espermatozóide fora do corpo, como fertilização in vitro e injeção intracitoplasmática de espermatozóide. Mas para pessoas cujo corpo não produz óvulos ou espermatozóides – por causa de quimioterapia, radiação, genética ou outras causas inexplicáveis ​​- esses tratamentos não são uma opção, a menos que um doador forneça os óvulos ou espermatozóides.

“Com óvulos e esperma doados, a criança não tem relação genética com um ou ambos os pais”, disse Clark, que também é professor da UCLA e presidente de células moleculares e biologia do desenvolvimento. “Para tratar pacientes que desejam um filho geneticamente relacionado, precisamos entender como produzir células germinativas a partir de células-tronco e, em seguida, como convencer essas células germinativas a óvulos ou espermatozóides”.

No desenvolvimento de embriões masculinos e femininos, um subconjunto de células-tronco pluripotentes – células que têm o potencial de se tornar quase todo tipo de célula do corpo – tornam-se células germinativas que mais tarde geram óvulos ou espermatozóides. Os pesquisadores demonstraram anteriormente a capacidade de produzir células-tronco semelhantes em um laboratório, chamadas células-tronco pluripotentes induzidas, ou células iPS, a partir da pele ou células do sangue de uma pessoa .

Clark e seus colegas usaram a tecnologia que lhes permite medir os genes ativos em mais de 100.000 células-tronco embrionárias e células iPS enquanto geravam células germinativas. Os colaboradores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts desenvolveram novos algoritmos para analisar grandes quantidades de dados.

Os experimentos revelaram uma linha do tempo detalhada de quando as células germinativas se formam: elas se tornam distintas das outras células do corpo entre 24 e 48 horas após as células-tronco começarem a se diferenciar em tipos de células que formarão todas as células especializadas do corpo adulto.

Clark disse que a informação ajudaria os cientistas a concentrarem seus esforços nesse período específico em estudos futuros, a fim de maximizar o número de células germinativas que eles podem criar.

O estudo também revelou que as células germinativas são provenientes de duas populações diferentes de células-tronco – células amnion, que estão localizadas no fluido e na membrana que circunda o embrião durante a gravidez, além de gastrular células do próprio embrião.

Quando os pesquisadores compararam as células germinativas derivadas de células-tronco embrionárias com aquelas derivadas de células iPS no laboratório, descobriram que os padrões pelos quais os genes eram ativados eram quase idênticos.

“Isso nos diz que a abordagem que estamos usando para iniciar o processo de produção de células germinativas está no caminho certo”, disse Clark. “Agora, estamos prontos para dar o próximo passo na combinação dessas células com ovário ou testículo”.

O próximo passo é crítico, porque os sinais moleculares do ovário ou tecido testicular são o que sinaliza as células germinativas para amadurecer em óvulos e espermatozóides.

Se a abordagem fosse incorporada a um tratamento futuro para infertilidade, os cientistas poderiam eventualmente usar as células da pele de um paciente para formar células-tronco que podem ser coaxiais em células germinativas e tecido ovariano ou testicular – e esses tipos de células podem ser capaz de ser usado para gerar os óvulos ou esperma de uma pessoa no laboratório.

“Estamos indo na direção certa, mas serão necessárias muitas inovações para resolver a infertilidade relacionada à perda de células germinativas “, disse Clark.

As técnicas descritas acima foram usadas apenas em testes de laboratório e não foram testadas em seres humanos ou aprovadas pela Food and Drug Administration como seguras e eficazes para uso em seres humanos.