É possível regenerar o músculo cardíaco com células-tronco?

O coração é um dos órgãos menos regenerativos do corpo humano - um fator importante para tornar a insuficiência cardíaca a causa principal de morte em todo o mundo. E se fosse possível ajudar o músculo cardíaco a se regenerar após uma lesão? O médico e cientista Chuck Murry compartilha sua pesquisa inovadora sobre o uso de células-tronco para o crescimento de novas células cardíacas - um passo notável rumo à realização da incrível promessa de células-tronco como medicamento.

Gostaria de falar a vocês
sobre uma paciente chamada Donna.

Nesta foto, Donna tinha 70 e poucos anos,

uma mulher ativa e saudável,
matriarca de um grande clã.

Porém, tinha um histórico familiar
de doenças cardíacas

e, um dia, teve o início repentino
de uma esmagadora dor no peito.

Infelizmente, em vez
de procurar um médico,

Donna ficou na cama por cerca
de 12 horas até a dor passar.

Na consulta seguinte com o médico,

ele realizou um eletrocardiograma

que mostrou que ela havia tido
um forte ataque cardíaco,

ou um infarto agudo do miocárdio,
no jargão médico.

Depois disso, Donna
nunca mais foi a mesma.

Seus níveis de energia
diminuíram progressivamente,

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

Chegou ao ponto em que não conseguia
acompanhar seus netos,

e até tinha dificuldade
em ir à entrada de casa

para pegar a correspondência.

Um dia, a neta foi visitá-la
para passear com o cão,

e encontrou a avó morta na cadeira.

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

Mas a última coisa que devo dizer

é que Donna não era apenas
uma paciente comum.

Donna era minha mãe.

Histórias como as nossas são,
infelizmente, muito comuns.

Doenças cardiovasculares são a causa
principal de morte em todo o mundo.

Nos EUA, é o motivo mais comum
de internação hospitalar,

e nossa maior despesa médica.

Gastamos mais de US$ 100 bilhões,
bilhões com a letra "b",

neste país, todos os anos, com tratamento
de doenças cardiovasculares.

Só para referência,

é mais do que o dobro do orçamento
anual do estado de Washington.

O que torna essa doença tão mortal?

Tudo começa com o fato

de o coração ser o órgão
menos regenerativo do corpo humano.

Um ataque cardíaco acontece
quando se forma um coágulo sanguíneo

em uma artéria coronária que leva
sangue às paredes cardíacas.

Isso bloqueia a circulação sanguínea,

e o músculo cardíaco
fica muito ativo metabolicamente

e, por isso, morre muito rápido,

em apenas algumas horas após
a interrupção da circulação sanguínea.

Como o coração não é capaz
de recriar músculo novo,

ele sara formando uma cicatriz.

Isso deixa os pacientes
com uma insuficiência

na quantidade de músculo cardíaco.

Em muitas pessoas, a insuficiência
progride até ao ponto

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

Esse desequilíbrio
entre capacidade e necessidade

é o cerne da insuficiência cardíaca.

Quando falo com as pessoas
sobre esse problema,

muitas vezes elas dão de ombros e afirmam:

"Sabe, Chuck, temos que morrer de algo".

(Risos)

Sim, mas isso também me diz

que nos conformamos com isso
porque precisamos.

Ou será que não?

Acho que há uma maneira melhor,

que envolve a utilização
de células-tronco como medicamentos.

O que são, exatamente, as células-tronco?

Se as observarmos num microscópio,
não acontece muita coisa.

São apenas pequenos glóbulos simples.

Mas isso contradiz
dois atributos notáveis.

Primeiro: podem se dividir
em grande velocidade.

Assim, posso pegar uma única célula

e, no período de um mês, consigo
multiplicá-la até bilhões de células.

Segundo: conseguem se diferenciar
ou se tornar mais especializados.

Esses pequenos glóbulos simples
podem se transformar em pele,

cérebro, rim e assim por diante.

Alguns tecidos de nosso corpo
estão repletos de células-tronco.

Nossa medula óssea, por exemplo, produz
bilhões de células sanguíneas todo dia.

Outros tecidos, como o cardíaco,
são bem estáveis,

e, até onde sabemos, há falta total
de células-tronco no coração.

Para ele, temos de trazer
essas células de fora.

Para isso, recorremos
às células-tronco mais potentes,

as pluripotentes.

Elas têm esse nome

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

que compõem o corpo humano.

Então, esta é minha grande ideia:

quero pegar células-tronco
humanas pluripotentes,

multiplicá-las em grandes quantidades,

diferenciá-las em células miocárdicas,

e depois pegá-las e transplantá-las

no coração de pacientes
que tiveram ataques cardíacos.

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

que irá restaurar a função
contrátil do coração.

(Aplausos)

Antes de aplaudirem demais,
essa era minha ideia há 20 anos.

(Risos)

E eu era jovem, presunçoso, e achava
que, em cinco anos no laboratório,

nós a implementaríamos
e a teríamos na clínica.

Deixem-me contar
o que aconteceu realmente.

(Risos)

Começamos procurando transformar
as células-tronco pluripotentes

em músculo cardíaco.

Nossas primeiras experiências
deram mais ou menos certo.

Conseguimos pequenas massas
de músculo cardíaco humano,

com batimento,

o que era legal porque dizia, a princípio,
que isso poderia ser feito.

Mas, quando chegamos
à contagem das células,

descobrimos que apenas uma
das mil células-tronco

estava, na verdade, se transformando
em músculo cardíaco.

O restante era só uma mistura
de cérebro, pele, cartilagem

e intestino.

Então, como persuadir uma célula,
que pode se tornar qualquer coisa,

a se transformar apenas
em uma célula miocárdica?

Para isso, recorremos
ao mundo da embriologia.

Por mais de um século,

os embriologistas estudavam os mistérios
do desenvolvimento do coração.

E haviam nos dado o que era
basicamente um mapa

de como passar
de um simples ovo fertilizado

para um sistema cardiovascular humano.

Ocultamos descaradamente
toda essa informação

e tentamos obter desenvolvimento
cardiovascular humano

em uma placa de Petri.

Levamos cerca de cinco anos
mas, hoje em dia,

conseguimos que 90% das células-tronco
se transformassem em músculo cardíaco,

900 vezes melhor do que antes.

Isso foi bastante animador.

Este slide mostra
nosso produto celular atual.

Cultivamos as células miocárdicas
em pequenas massas tridimensionais

chamadas organoides cardíacos.

Cada um deles contém de 500 a mil
células miocárdicas.

Se observarem atentamente, poderão ver
os pequenos organoides se contraindo;

cada um deles batendo
de modo independente.

Mas eles têm outro truque na manga.

Tiramos um gene de uma água-viva
que vive no noroeste do Pacífico

e usamos uma técnica chamada
edição do genoma

para unir esse gene às células-tronco.

Isso faz nossas células miocárdicas
reluzirem a cor verde a cada batimento.

Estávamos finalmente prontos
para começar as experiências em animais.

Pegamos nossas células miocárdicas

e as transplantamos
para o coração de ratos,

que receberam ataques
cardíacos experimentais.

Um mês mais tarde, examinei
ansiosamente em meu microscópio

para ver o que havíamos cultivado,

e vi...

nada.

Tudo havia morrido.

Mas persistimos e produzimos
uma mistura bioquímica

que chamamos de nosso
"coquetel de sobrevivência".

Isso permitiu que nossas
células sobrevivessem

ao processo desgastante do transplante.

Agora, quando olhava pelo microscópio,

eu podia ver um músculo cardíaco
humano novo e jovem,

voltando a crescer na parede lesionada
do coração desse rato.

Isso estava ficando muito interessante.

A questão seguinte era:

esse músculo novo baterá
em sincronia com o resto do coração?

Para responder a isso,

retornamos às células
que continham o gene da água-viva.

Usamos essas células basicamente
como uma sonda espacial

que podíamos lançar
em um ambiente estranho

e depois ter a resposta reluzente
sobre sua atividade biológica.

O que vemos aqui é uma imagem
ampliada, em preto e branco,

do coração lesionado de uma cobaia

que recebeu três enxertos
de nosso músculo cardíaco humano.

Veem essa espécie
de linhas brancas diagonais?

Cada uma delas é uma marca de agulha

que contém alguns milhões
de células miocárdicas humanas.

Quando eu começar o vídeo, vocês podem
observar o que vimos pelo microscópio.

Nossas células estão reluzindo,

em sincronia,

nas paredes do coração lesionado.

O que significa isso?

Significa que as células estão vivas,

estão bem, estão batendo,

conseguiram se relacionar entre si

e estão batendo em sincronia.

Mas isso fica ainda mais interessante.

Se examinarmos o registro,
na parte inferior,

veremos o eletrocardiograma
do coração da cobaia.

E, se alinharmos o reluzir
com o batimento cardíaco,

na parte mais baixa,

podemos ver uma correspondência
perfeita entre eles.

Em outras palavras, o marca-passo
natural da cobaia está no comando,

e as células miocárdicas humanas
seguem o mesmo passo,

como bons soldados.

(Aplausos)

Nossos estudos atuais avançaram
para o que acho que vai ser

o melhor indicador possível
de um paciente humano,

e está em macacos do gênero Macaca.

O próximo slide mostra
uma imagem microscópica

do coração de um Macaca que teve
um ataque cardíaco experimental

e depois foi tratado
com uma injeção salina.

Isso é basicamente
como um tratamento placebo

para mostrar a história natural da doença.

O músculo cardíaco do Macaca
está em vermelho;

em azul, o tecido cicatrizado
resultante do ataque cardíaco.

Podemos ver que há uma grande
deficiência no músculo

em uma parte da parede cardíaca.

Não é difícil imaginar como esse coração
teria dificuldades em gerar muita força.

Em contraste, este é um coração
tratado com células-tronco.

Novamente, podemos ver o músculo
cardíaco do macaco em vermelho,

mas é muito difícil ver
o tecido cicatrizado azul,

porque conseguimos voltar a preenchê-lo

com músculo cardíaco humano.

Por isso, temos esta bela e ampla parede.

Vamos parar um momento para recapitular.

Mostrei a vocês que podemos pegar
nossas células-tronco

e diferenciá-las em músculo cardíaco.

Descobrimos como mantê-las vivas
após o transplante,

mostramos que elas batem em sincronia
com o restante do coração,

e que podemos aumentá-las

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

Vocês achavam que já havíamos encontrado
todos os obstáculos possíveis, não é?

Acontece que não.

Esses estudos com Macaca
também nos ensinaram

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

Causavam arritmias ventriculares,
ou batimentos cardíacos irregulares,

durante várias semanas após o transplante.

Isso foi inesperado, porque não havíamos
visto isso em animais menores.

Estudamos isso amplamente,

e resulta do fato de nossos
esquemas das células

serem bastante imaturos,

e células miocárdicas imaturas
agem todas como marca-passos.

Então, nós as introduzimos no coração,

onde começa uma competição
com o marca-passo natural do coração

para ver quem está no comando.

É quase como se você levasse
um grupo de adolescentes

para sua casa todos de uma vez.

Eles não querem cumprir as regras
e o ritmo que você impõe,

e leva algum tempo para controlar todos

e colocá-los para trabalhar
de modo coordenado.

Por isso, nosso plano no momento

é fazer as células passarem por esse
período conturbado da adolescência,

enquanto ainda estão em laboratório,

e depois transplantá-las
na fase pós-adolescente,

em que deverão estar muito mais em ordem
e prontas para obedecerem às ordens.

Enquanto isso, podemos agir tratando
também com medicamentos antiarritmia.

Ainda permanece uma questão importante,

que é, claro, o propósito
que planejamos para fazer isso:

"Podemos realmente recuperar
a função para o coração lesionado?"

Para responder a essa pergunta,

começamos algo chamado
"fração de ejeção do ventrículo esquerdo".

A fração de ejeção é simplesmente
a quantidade de sangue

bombeada para fora da cavidade cardíaca

a cada batimento.

Em macacos e pessoas saudáveis,
as frações de ejeção são de cerca de 65%.

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

Então, esses animais estão prestes
a ter insuficiência cardíaca.

Nos animais que recebem
uma injeção placebo,

quando os examinamos um mês depois,
vemos que a fração de ejeção não mudou,

porque o coração, é claro,
não se recupera espontaneamente.

Mas, em todos os animais

que receberam um enxerto
de células miocárdicas humanas,

vemos uma melhora considerável
na função cardíaca.

Foi, em média, de 8 pontos,
ou seja, de 40 para 48%.

Posso dizer que oito 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,

acho que seria algo importante,

que teria um enorme impacto
na saúde humana.

Mas as coisas ficam ainda melhores.

Foram apenas quatro semanas
após o transplante.

Se estendermos esse estudo
até três meses,

atingiremos um ganho total de 22 pontos
na fração de ejeção.

(Aplausos)

A função no coração
em tratamento é tão boa

que, se não soubéssemos antecipadamente

que esses animais tiveram
um ataque cardíaco,

nunca poderíamos dizer
a partir de seus estudos funcionais.

Avançando, nosso plano
é iniciar a primeira fase,

dos primeiros testes com humanos, aqui
na Universidade de Washington, em 2020,

em breve.

Presumindo que esses estudos
sejam seguros e eficazes,

o que acredito que venham a ser,

nosso plano é aumentar isso
e levar essas células pelo mundo afora

para tratar pacientes
com insuficiência cardíaca.

Dado o alcance mundial dessa doença,

eu facilmente imagino isso tratando
1 milhão ou mais de pacientes por ano.

Por isso, prevejo uma época,
talvez daqui a uma década,

em que pacientes como minha mãe

tenham tratamentos reais
para a raiz do problema,

em vez de apenas controlar os sintomas.

Tudo isso vem do fato de as células-tronco
possibilitarem a reparação do corpo humano

a partir de seus componentes.

Num futuro não muito distante,

reparar seres humanos passará
de pura ficção científica

para uma prática médica comum.

Quando isso acontecer,

terá um efeito transformador

que competirá com o desenvolvimento
de vacinas e antibióticos.

Obrigado por sua atenção.

(Aplausos)