Em 2007, um grupo de pesquisadores relatou uma descoberta surpreendente: Eles tinham criado células espermatozóides a partir de células estaminais retiradas da medula óssea de homens humanos. Dois anos depois, porém, o estudo foi retraído devido a acusações de plágio. Treze anos depois, a capacidade de criar espermatozóides humanos funcionais a partir de células estaminais continua esquiva.
Os cientistas têm tentado descobrir como criar gametas humanos funcionais – óvulos e espermatozóides – a partir de células estaminais há 20 ou 30 anos, diz Vittorio Sebastiano, um biólogo de células estaminais da Universidade de Stanford, cuja pesquisa se concentra na biologia reprodutiva. Fazer isso ajudaria as pessoas que lutam contra a infertilidade a ter filhos e ajudaria os cientistas a desvendar os segredos do desenvolvimento humano. Desde 2007, os cientistas têm feito progressos consideráveis nesta frente, criando cachorros de rato saudáveis a partir de gâmetas gerados por células estaminais e até mesmo óvulos humanos imaturos. Mas ainda há um longo caminho pela frente até que os cientistas sejam capazes de converter pele ou medula óssea em bebês.
“Estamos tentando realmente encontrar maneiras eficientes e robustas de gerar células germinativas que possam ser, a curto prazo, usadas para entender a biologia desses conceitos, mas a longo prazo capazes de restaurar a fertilidade”, diz Sebastiano.
Quando o primeiro bebê concebido via fertilização in vitro (FIV) nasceu em 1978, foi um grande passo para a ciência reprodutiva e um precursor da pesquisa com células-tronco realizada por Sebastiano e outros hoje, diz ele. Mas a FIV não é uma opção para todos os indivíduos ou casais que tentam ter um filho biológico, incluindo aqueles que nascem sem gâmetas ou que recebem tratamentos agressivos contra o câncer em uma idade jovem. Essa técnica científica ofereceria a esses indivíduos uma nova chance de reprodução.
O próximo grande passo veio nos anos 2000, com a criação de células estaminais pluripotentes induzidas (iPSCs). Estas células são retiradas do sangue ou células da pele e reprogramadas para se comportarem como células embrionárias, que têm a capacidade de se desenvolverem em qualquer tipo de célula do corpo. Desde então, os investigadores têm tentado descobrir como transformar estas células embrionárias em espermatozóides e ovos funcionais.
Nailing Down the Basics
Parte do que tornou este trabalho tão desafiador é que os cientistas não foram capazes de compreender completamente o que acontece em um embrião humano durante o desenvolvimento normal, diz Sebastiano. Os cientistas entendem este processo em ratos porque os roedores são fáceis de estudar no laboratório. Mas restrições éticas e factores técnicos (como ter acesso aos embriões no momento certo) tornam este fenómeno difícil de estudar nas pessoas, diz ele.
Apesar dos bloqueios na estrada, os cientistas têm feito progressos significativos nos últimos 10 anos. Em 2012, um grupo de pesquisadores no Japão criou ovos férteis de rato a partir de iPSCs e usou esses ovos para criar filhotes de rato saudáveis. “No rato, todo o círculo já foi completado”, diz Sebastiano. “Agora foi demonstrado por um par de grupos no Reino Unido e no Japão que é possível gerar células embrionárias a partir de camundongos e depois é possível empurrar essas células para se tornarem ovos ou espermatozóides, totalmente funcionais”
Em 2018, o mesmo grupo de cientistas japoneses fez outro grande avanço. Usando células sanguíneas humanas e a técnica das células estaminais pluripotentes, eles conseguiram produzir óvulos humanos imaturos.
Esforços semelhantes para criar espermatozóides não estão tão longe, diz Sebastiano. Diversos esforços ao longo dos anos têm se proposto a criar células semelhantes aos espermatozóides, incluindo o estudo da medula de 2007. Um estudo muito anunciado, publicado em 2014, também fez grandes notícias, mas Sebastiano diz que o desenvolvimento das células naquele estudo não foi muito além dos estágios iniciais de diferenciação.
“Mas, estamos trabalhando ativamente nisso”, diz Sebastiano. “Provavelmente, nos próximos anos, seremos capazes de gerar espermatozóides totalmente funcionais e oócitos totalmente funcionais”. Então, a questão será como os cientistas testam a qualidade desses gametas, diz ele.
Testar o ciclo de vida
A única maneira de avaliar completamente a qualidade e funcionalidade de um espermatozóide ou óvulo é usá-lo para, bem, tentar fertilizar outro gamete e produzir um bebê. É por isso que este trabalho tem que ser abordado com o maior cuidado, diz Sebastiano. Ele faz a hipótese de que, uma vez que os cientistas tenham desenvolvido técnicas que eles pensam produzir oócitos humanos maduros e esperma, o próximo passo será testar essas técnicas em primatas. Dessa forma, os pesquisadores podem acompanhar toda a vida dos animais individuais produzidos a partir desta técnica para ver se algum problema inesperado se desenvolve, diz ele.
Sebastiano não tem dúvidas de que um dia, estas células-tronco poderiam ajudar indivíduos que lutam com a infertilidade a produzir crianças saudáveis. Isto, juntamente com um fascínio pelo desenvolvimento biológico, é o que impulsiona o trabalho de Sebastiano. Existem também, naturalmente, importantes considerações éticas que têm de ser cuidadosamente consideradas. Esta técnica tem o potencial de afetar a vida humana em um nível geracional, ele observa. E muitas pessoas também levantam preocupações sobre outras consequências futuras, como a capacidade de criar “bebês de design” ou produzir descendentes de cabelos roubados de celebridades insuspeitas. Especialistas em bioética escreveram sobre a necessidade de começar a trabalhar através das questões médicas e legais em torno desta técnica agora, antes que ela seja viável.
“Há uma necessidade de realmente desenvolver isto, mas como estamos realmente lidando com um tipo de célula muito único … precisamos ser cautelosos”, diz Sebastiano.