Como fazer crescer um osso - Nina Tandon

Veja a lição completa: http://ed.ted.com/lessons/how-to-grow-a-bone-nina-tandon

É possível fazer crescer um osso humano fora do corpo humano? A resposta pode, em breve, ser sim. Nina Tandon explora a possibilidade examinando como os ossos crescem naturalmente dentro do corpo e esclarecendo como os cientistas esperam replicar esse processo em laboratório.

Lição de Nina Tandon, animação de Giant Animation Studios.

É possível formar um osso
fora do corpo humano?

Em breve, a resposta pode ser sim,

mas antes de entendermos
como isso é possível,

precisamos analisar como os ossos
se formam naturalmente dentro do corpo.

A maioria dos ossos surge ainda na fase
fetal, como cartilagem macia e flexível.

Células ósseas substituem a cartilagem
por uma treliça mineral esponjosa,

feita de elementos
como o cálcio e o fosfato.

A treliça fica mais rígida
à medida que os osteoblastos,

células especializadas
na formação de ossos,

depositam mais mineral,
dando força aos ossos.

Embora a treliça em si
não seja feita de células vivas,

redes de vasos sanguíneos,
nervos e outros tecidos vivos

crescem em canais e passagens especiais.

Durante o desenvolvimento,

uma legião de osteoblastos
reforça o esqueleto

que protege nossos órgãos,
permite que nos movamos,

produz células do sangue,
entre outras coisas.

Mas apenas esse processo
inicial de construção

não é suficiente para deixar
os ossos fortes e funcionais.

Se pegasse um osso formado assim,

adicionasse músculos a ele

e tentasse usá-lo para levantar
algo muito pesado,

o osso se fraturaria sob a pressão.

Isso normalmente não acontece conosco

porque nossas células
estão constantemente reforçando

e formando ossos
onde quer que sejam usados,

um princípio que chamamos
de Lei de Wolff.

Contudo, materiais ósseos
são um recurso limitado

e esse osso novo e reforçado

só pode se formar
se houver material suficiente.

Felizmente, os osteoblastos,
ou construtores,

têm seus semelhantes:
os osteoclastos, ou recicladores.

Os osteoclastos quebram a treliça mineral
desnecessária usando ácidos e enzimas

para que os osteoblastos
possam acrescentar mais material.

Uma das principais razões
por que os astronautas

devem se exercitar
constantemente em órbita

é a tensão exercida
sobre o esqueleto em queda livre.

Como demonstrado pela Lei de Wolff,

isso torna os osteoclastos
mais ativos que os osteoblastos,

resultando em uma perda
de massa e força ósseas.

Quando os ossos se quebram,
seu corpo tem a capacidade incrível

de regenerá-los como se jamais
tivessem se quebrado.

Algumas situações,
tais como remoção de câncer,

acidentes traumáticos

e falhas genéticas excedem a capacidade
natural de regeneração do corpo.

Soluções históricas incluem preencher
os buracos resultantes com metal,

ossos animais

ou pedaços de osso de doadores humanos,

mas nenhuma delas é perfeita,
já que podem causar infecções

ou ser rejeitadas
pelo sistema imunológico,

e não conseguem executar a maioria
das funções dos ossos saudáveis.

Uma solução ideal seria criar um osso
feito com as células do próprio paciente,

com o formato exato do osso danificado,

e é exatamente isso
que os cientistas têm tentando fazer.

Vejamos como funciona.

Os médicos extraem células-tronco
do tecido adiposo do paciente

e realizam tomografias para determinar
as dimensões exatas do osso faltante.

Eles criam um molde
no formato exato do osso

com impressoras 3D

ou moldando ossos
de boi descelularizados.

Nestes, todas as células são removidas,

restando apenas
a treliça mineral esponjosa.

Eles acrescentam as células-tronco
do paciente a essa treliça

e a colocam em um biorreator,

um dispositivo que simula
todas as condições intracorporais.

Temperatura, umidade, acidez
e junção de nutrientes

precisam estar todas perfeitas
para que as células-tronco se transformem

em osteoblastos e em outras células,

colonizem a treliça mineral
e a remodelem com tecido vivo.

Mas algo ainda falta.

Lembra-se da Lei de Wolff?

Um osso artificial precisa
passar por pressão de verdade,

ou acabará fraco e quebradiço.

Assim, o biorreator lança
fluídos em volta do osso,

e a pressão faz com que os osteoblastos
façam sua densidade aumentar.

Após tudo isso, em três semanas,

o osso, agora vivo, está pronto
para sair do biorreator

e ser implantado no corpo do paciente.

Embora ainda não haja certeza de que
esse método funcionará em humanos,

ossos criados em laboratório já foram
implantados com sucesso em porcos

e em outros animais,

e testes em humanos
talvez comecem já em 2016.