Poderemos regenerar o músculo cardíaco com células estaminais?

O coração é um dos órgãos menos regenerativos do corpo humano — um grande factor para fazer da insuficiência cardíaca a razão de morte nº 1 a nível mundial. E se conseguíssemos ajudar o músculo cardíaco a regenerar após uma lesão?
O cientista e físico Chuck Murry partilha a sua inovadora pesquisa que utiliza células estaminais para gerar novas células cardíacas, um excitante passo no sentido de perceber as células estaminais como um tratamento incrível e promissor.

Gostaria de vos falar
de uma paciente chamada Donna.

Nesta fotografia, a Donna
estava nos seus setentas,

uma mulher saudável e vigorosa,

a matriarca de um grande clã.

Porém, tinha um histórico
de doenças cardíacas na família,

e, um dia, teve os primeiros sintomas
de uma esmagadora dor no peito.

Infelizmente, em vez
de procurar um médico,

a Donna foi para a cama
cerca de 12 horas até a dor passar.

Na consulta seguinte com o médico,

ele fez um electrocardiograma,

e este mostrou que ela tinha tido
um forte ataque cardíaco,

ou, na gíria médica,
um enfarte agudo do miocárdio.

Depois deste ataque cardíaco,
a Donna não voltou a ser bem a mesma.

Os seus níveis de energia
diminuíram progressivamente,

não conseguia fazer muitas das actividades
físicas de que antes gostava.

Chegou ao ponto em que não conseguia
acompanhar os seus netos,

e até tinha dificuldade
em ir à entrada de casa

buscar o correio.

Um dia, a neta foi a casa dela
para passear o cão,

e encontrou a avó morta
sentada na cadeira.

Os médicos disseram que fora uma arritmia
secundária à insuficiência cardíaca.

Mas a última coisa que devo dizer-vos

é que a Donna não era apenas
uma doente qualquer.

A Donna era a minha mãe.

Histórias como as nossas são,
infelizmente, demasiado comuns.

A insuficiência cardíaca é a causa
de morte nº 1 no mundo inteiro.

Nos EUA,

é o motivo mais comum
de internamento no hospital,

e é a nossa maior despesa de saúde.

Gastamos mais de 100 mil milhões
de dólares,

neste país, todos os anos,

no tratamento da insuficiência cardíaca.

Só para termos noção, é mais
do que o dobro do orçamento anual

do estado de Washington.

O que torna esta doença tão mortal?

Bom, tudo começa com o facto de o coração
ser o órgão menos regenerativo

do corpo humano.

Um ataque cardíaco acontece
quando se forma um coágulo de sangue

numa artéria coronária que leva
sangue às paredes cardíacas.

Isto bloqueia a circulação sanguínea,

e o músculo cardíaco
é metabolicamente muito activo,

e, por isso, morre muito rapidamente,

em apenas algumas horas após
a interrupção da circulação do sangue.

Como o coração não volta
a ganhar novo músculo,

ele sara formando uma cicatriz.

Isto deixa os pacientes
com uma insuficiência

na quantidade de músculo
cardíaco que têm.

E em muitas pessoas, a insuficiência
progride até ao ponto

em que o coração já não consegue manter
a circulação sanguínea necessária.

Este desequilíbrio
entre capacidade e necessidade

é o cerne da insuficiência cardíaca.

Por isso, quando falo com as pessoas
sobre este problema,

é comum ver um encolher de ombros
e uma frase a acompanhar:

"Bem, tu sabes, Chuck,
temos de morrer de alguma coisa."

(Risos)

E é verdade, mas o que isso
também me diz

é que nos resignamos a este estado
de coisas, porque tem de ser.

Ou será que não?

Eu acho que há uma forma melhor,

que envolve a utilização de células
estaminais como medicamentos.

Então, o que são, exactamente,
células estaminais?

Se as virem num microscópio,
não se passa grande coisa.

São simplesmente pequenas
células redondas.

Mas isso esconde dois atributos notáveis.

Primeiro: conseguem
dividir-se como loucas.

Assim, consigo pegar numa única célula
e, no espaço de um mês,

posso multiplicá-la até
milhares de milhões.

Segundo: conseguem diferenciar-se
ou tornar-se mais especializadas,

ou seja, estas simples e pequenas células
podem transformar-se em pele,

em cérebro, em rim, etc.

Alguns tecidos no nosso corpo
estão a abarrotar de células estaminais.

A nossa medula espinal, por exemplo,
produz por dia milhares de milhões delas.

Outros tecidos, como o cardíaco,
não mudam,

e, ao que conhecemos, o coração
não tem células estaminais de todo.

Então, para o coração, temos de trazer
estas células do exterior.

Para isso, recorremos às células
estaminais mais potentes,

as células estaminais pluripotentes.

Estas chamam-se pluripotentes

porque podem tornar-se em qualquer um
dos cerca de 240 tipos de células

que compõem o corpo humano.

Então, esta é a minha grande ideia:

quero pegar em células estaminais
pluripotentes humanas,

multiplicá-las em grandes quantidades,

diferenciá-las para células
de músculo cardíaco,

e depois pegar nelas e transplantá-las

para corações de pacientes
que tiveram ataques cardíacos.

Creio que elas vão reocupar a parede
com novo tecido muscular,

e isto irá restaurar a função
contráctil do coração.

(Aplausos)

Antes de aplaudirem demasiado,
esta era a minha ideia há 20 anos.

(Risos)

E eu era jovem, presumido, e pensei

que, em cinco anos no laboratório,
ficaria tudo resolvido,

e avançaríamos para a clínica.

Deixem-me contar-vos
o que realmente aconteceu.

(Risos)

Começámos por procurar transformar
as células estaminais pluripotentes

em músculo cardíaco.

As nossas primeiras experiências
funcionaram...mais ou menos..

Conseguimos pequenas massas
de músculo cardíaco humano,

com batimento,

e foi fixe, porque queria dizer
que, em princípio,

isso poderia ser feito.

Mas quando chegámos
à contagem de células,

descobrimos que apenas uma
das mil células estaminais

estava realmente a tornar-se
em músculo cardíaco.

As restantes eram só uma mixórdia
de cérebro, pele, cartilagem

e intestino.

Então, como persuadir uma célula
— que se pode transformar no que for —

a tornar-se apenas
numa célula do músculo cardíaco?

Para fazer isto recorremos
ao mundo da embriologia.

Por mais de um século, os embriologistas
tinham vindo a estudar

os mistérios do desenvolvimento
do coração.

E eles tinham-nos dado o que era
essencialmente um mapa

de como passar
de um simples ovo fertilizado

para um sistema cardiovascular humano.

Nós ocultámos desavergonhadamente
toda esta informação

e tentámos obter desenvolvimento
cardiovascular humano

numa placa de Petri.

Demorámos cerca de cinco anos,
mas hoje em dia,

conseguimos que 90% das nossas células
estaminais se tornem músculo cardíaco

— 900 vezes melhor do que antes.

Isto foi bastante excitante.

Este diapositivo mostra-vos
o nosso produto celular actual.

Cultivamos as células miocárdicas
em pequenas massas tridimensionais

chamadas organóides cardíacos.

Cada um deles contém
500 a 1000 células cardíacas.

Se virem com atenção, podem ver
os pequenos organóides a contrair-se;

cada um deles está a bater
de forma independente.

Mas eles têm outro truque na manga.

Tirámos um gene de uma alforreca
que vive no noroeste do Pacífico

e usámos uma técnica chamada
edição do genoma

para unir este gene
às células estaminais.

Isto faz as nossas células miocárdicas
reluzirem a verde cada vez que batem.

Estávamos finalmente prontos
para começar as experiências em animais.

Pegámos nas nossas células
de músculo cardíaco

e transplantámo-las
para os corações de ratos

em que tinham sido induzidos
ataques cardíacos experimentais.

Um mês mais tarde, espreitei
ansiosamente no meu microscópio

para ver as nossas culturas,

e vi...

que não havia nada.

Tinham morrido todas.

Mas nós perseverámos,
e criámos uma mistura bioquímica

a que chamámos o nosso
"cocktail" de sobrevivência.

Isto permitiu que
as nossas células sobrevivessem

ao processo desgastante da transplantação.

Agora, quando olhava pelo microscópio,

via músculo cardíaco humano
viçoso e jovem,

a voltar a crescer na parede lesionada
do coração deste rato.

Isto estava a ficar interessante.

A questão seguinte era:

Irá este novo músculo bater
em sincronia com o resto do coração?

Para responder a isso,

recorremos às células
que continham o gene da alforreca.

Usámos essas células basicamente
como uma sonda espacial

que podíamos lançar
num ambiente estranho

e depois ter a resposta reluzente

sobre a sua actividade biológica.

O que vêem aqui
é uma imagem aumentada,

a preto e branco, do coração
de um porquinho-da-índia

que estava lesionado e recebeu 3 enxertos
do nosso músculo cardíaco humano.

Vêem esta espécie
de linhas brancas diagonais?

Cada uma delas é uma marca de agulha

que contém alguns milhões
de células de músculo cardíaco.

Quando mostrar o vídeo,
podem ver o que nós vimos

quando olhámos pelo microscópio.

As nossas células estão a reluzir,

e a reluzir em sincronia,

nas paredes do coração lesionado.

O que significa isto?

Significa que as células estão vivas,

estão bem, estão a bater,

conseguiram estabelecer ligações entre si

e estão a bater em sincronia.

Mas é mais interessante do que isso.

Se olharem para o registo
na parte inferior,

vêem o elecrocardiograma
do coração do porquinho-da-índia.

E se compararmos o reluzir
com o bater do coração,

que vemos em baixo,

vemos que há uma correspondência
perfeita entre eles.

Por outras palavras, o "pacemaker" natural
do porquinho-da-índia está a liderar,

e as células de tecido muscular humano
estão a marcar passo,

como bons soldados.

(Aplausos)

Os nossos estudos actuais avançaram
para o que eu acho que vai ser

o melhor indicador possível
de um paciente humano,

e esse é o macaco Macaca.

O próximo diapositivo mostra-vos
uma imagem microscópica

do coração de um Macaca ao qual foi
induzido um ataque cardíaco experimental

e que foi depois tratado
com uma injecção salina.

Isto é essencialmente
como um tratamento placebo

para mostrar o percurso natural da doença.

O músculo cardíaco do macaco
está a vermelho,

e, a azul, podem ver o tecido cicatrizado
resultante do ataque cardíaco.

Então, quando olham para isto, podem ver
que há uma grande deficiência no músculo

numa parte da parede cardíaca.

E não é difícil imaginar
como este coração teria dificuldades

em gerar muita força.

Em contraste, este é um dos corações
tratados com células estaminais.

Podem ver novamente o músculo cardíaco
do macaco a vermelho,

mas é muito difícil ver
o tecido cicatrizado azul,

e isso é porque conseguimos
voltar a preenchê-lo

com músculo cardíaco humano.

Por isso, temos esta parede
bonita e cheia.

Paremos por um segundo
para recapitular.

Mostrei-vos que podemos pegar
nas nossas células estaminais

e transformá-las em músculo cardíaco.

Aprendemos como mantê-las vivas
após a transplantação,

mostrámos que elas batem
em sincronia com o restante coração,

e mostrámos que podemos passá-las

para um animal que é o melhor
indicador de uma resposta humana.

Seria de pensar que já tínhamos encontrado
todos os obstáculos possíveis, certo?

Afinal não.

Estes estudos com macacos
também nos ensinaram

que as células miocárdicas humanas criavam
um período de instabilidade eléctrica.

Causavam arritmias ventriculares,
ou batimentos cardíacos irregulares,

durante várias semanas após o transplante.

Isto foi inesperado, pois não o havíamos
visto em animais mais pequenos.

Estudámos isto de forma extensiva,

e afinal isto resulta do facto
de os nossos esquemas celulares

serem bastante imaturos,

e células miocárdicas imaturas
comportam-se todas como "pacemakers".

Então, o que acontece é isto:
nós implantámo-las no coração,

e começa uma competição
com o "pacemaker" natural do coração

para ver quem toma as decisões.

É quase como se levassem
um bando de adolescentes

para a vossa ordeira casa
todos de uma vez.

Eles não querem cumprir as regras
ou ritmos de fazer as coisas,

e demora algum tempo
a organizar toda a gente

e a pôr todos a trabalhar
de forma coordenada.

Por isso o nosso plano, neste momento,

é fazer as células ultrapassarem
este conturbado período da adolescência

enquanto elas estão em laboratório,

e depois transplantá-las na fase
pós-adolescente,

em que deverão ser bem mais ordeiras

e estarem prontas a respeitar
as ordens que receberem.

Entretanto, podemos muito bem ajudá-las

ao tratá-las também
com um fármaco antiarrítmico.

Permanece, então, uma grande questão,

e esta é, claro, o propósito
que traçamos para fazer isto:

Conseguimos realmente fazer o coração
ferido recuperar a sua função?

Respondendo a esta questão

fomos ver algo chamado
fracção de ejecção ventricular esquerda.

A fracção de ejecção é simplesmente
a quantidade de sangue

que é bombeado para fora
da cavidade cardíaca

a cada batimento.

Em macacos saudáveis,
como em pessoas saudáveis,

as fracções ejectoras
são de cerca de 65%.

Após um ataque cardíaco,
a fracção cai para cerca de 40%.

Por isso estes animais estão
certamente em risco de falha cardíaca.

Quando examinamos os animais

que recebem uma injecção placebo,
um mês mais tarde,

vemos que a fracção de ejecção
não mudou,

porque o coração, obviamente,
não recupera espontaneamente.

Mas em todos os animais
que receberam um enxerto

de células de músculo cardíaco humano,

vemos uma melhoria substancial
na função cardíaca.

A melhoria foi, em média, de 8 pontos,
ou seja, de 40 para 48%.

O que vos posso dizer é que
8 pontos é um resultado melhor

do que qualquer outro
no mercado neste momento

para tratar pacientes
com ataques cardíacos.

É melhor do que tudo
o que temos conseguido fazer.

Por isso, se alcançássemos
oito pontos na clínica,

creio que seria um grande feito

que teria um enorme impacto
na saúde humana.

Mas as coisas ainda melhoram.

Isto foram apenas quatro semanas
após o transplante.

Se estendermos este estudo
até aos três meses,

atingimos um ganho de 22 pontos
na fracção ejectora.

(Aplausos)

A função nestes corações
em tratamento é tão boa

que, se não soubéssemos de antemão

que estes animais tinham tido
um ataque cardíaco,

nunca o poderíamos ver
pelos seus estudos funcionais.

Avançando, o nosso plano
é iniciar a primeira fase,

primeiro em testes humanos aqui
na Univ. de Washington em 2020

— daqui a apenas dois curtos anos.

Presumindo que estes estudos
são seguros e eficazes,

o que acredito que venham a ser,

o nosso plano é aumentar a escala
e levar estas células pelo mundo fora

para tratar pacientes
com insuficiência cardíaca.

Dada a incidência global desta doença,

poderia facilmente imaginar
que isto tratasse um milhão de pacientes,

ou mais, por ano.

Por isso, eu visiono um tempo
— talvez daqui a uma década —

em que um paciente como a minha mãe
tenha tratamentos verdadeiros,

que tratem a raiz do problema,
em vez de apenas gerir os seus sintomas.

Tudo isto vem do facto
de as células estaminais possibilitarem

a reparação do corpo humano

a partir dos seus componentes.

No futuro não muito distante,

reparar seres humanos passará

de algo que é ficção científica rebuscada

a uma prática médica comum.

E quando isso acontecer,

terá um efeito transformacional

que rivalizará com o desenvolvimento
de vacinas e antibióticos.

Obrigado pela vossa atenção.

(Aplausos)