Como fazer crescer um osso — Nina Tandon

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

Podemos fazer crescer um osso humano fora do corpo? A resposta pode vir a ser sim, dentro em breve. Nina Tandon explora essa possibilidade examinando como os ossos crescem naturalmente dentro do corpo e esclarecendo como os cientistas têm a esperança de imitar esse processo em laboratório.

Lição de Nina Tandon, animação de Giant Animation Studios.

Podemos fazer crescer
um osso humano fora do corpo?

A resposta pode vir a ser sim,
dentro em breve.

Mas, antes de compreendermos
como é que isso é possível,

precisamos de ver como crescem
os ossos naturalmente, no corpo.

A maior parte dos ossos começam
num feto em desenvolvimento

como uma cartilagem macia e flexível.

As células que formam o osso
substituem a cartilagem

com uma malha mineral esponjosa

feita de elementos
como o cálcio e o fosfato.

Esta malha vai ficando mais rija,
quando os osteoblastos,

que são células especializadas
na formação de osso,

depositam mais minerais,
dando força ao osso.

Embora a malha em si mesma
não seja feita de células vivas,

crescem redes de vasos sanguíneos,
nervos e outros tecidos vivos

através de canais e passagens especiais.

Durante o processo de desenvolvimento,

uma legião de osteoblastos
reforça o esqueleto

que protege os órgãos,
permite-nos movimentar-nos,

produz células sanguíneas e outras coisas.

Mas este processo de construção,
só por si,

não chega para tornar os ossos
fortes e funcionais.

Se agarrarmos num osso
assim formado,

lhe ligarmos músculos

e tentarmos usá-lo
para levantar um peso pesado,

o osso provavelmente estala,
sob o esforço.

Isso, normalmente, não acontece connosco,

porque as nossas células
estão sempre a reforçar-se

e a construir osso,
sempre que são usadas,

um princípio a que se chama
a Lei de Wolff.

Mas os materiais ósseos
são um recurso limitado

e este osso novo, reforçado

só se pode formar
se houver materiais suficientes.

Felizmente, os osteoblastos,
os construtores,

têm um complemento,
os osteoclastos, os recicladores.

Os osteoclastos decompõem
a malha mineral desnecessária,

usando ácidos e enzimas

para que os osteoblastos
possam acrescentar mais materiais.

Uma das principais razões

por que os astronautas têm que
fazer exercício em órbita

deve-se à falta de pressão
sobre o esqueleto, em queda livre.

Conforme projetado na Lei de Wolff,

isso torna os osteoclastos
mais ativos que os osteoblastos,

o que resulta numa perda
de massa óssea e da sua força.

Quando os ossos estalam,
o corpo tem uma capacidade espantosa

de reconstruir o osso danificado,
como se nunca tivesse estalado.

Certas situações,
como a remoção de um cancro,

acidentes traumáticos
e defeitos genéticos

ultrapassam a capacidade natural
de regeneração do corpo.

As soluções históricas têm incluído
preencher os buracos resultantes

com metal, ossos de animais,

ou bocados de osso de doadores humanos,

mas nenhuma delas é a melhor
porque podem causar infeções

ou serem rejeitadas
pelo sistema imunitário,

e não conseguem desempenhar
muitas das funções dos ossos saudáveis.

Uma solução ideal seria fazer crescer
um osso feito das células do doente

que seja personalizado
com a forma exata do buraco.

É exatamente isso que os cientistas
estão a tentar fazer.

Vejamos como funciona.

Primeiro, os médicos
extraem células estaminais

do tecido adiposo do paciente

e fazem TAC para determinar
as dimensões exatas do osso em falta.

Depois modelam a forma exata do buraco,

com impressoras 3D,

ou escavando ossos de vaca
a que retiraram as células.

São ossos a que foram retiradas
todas as células,

deixando apenas a malha mineral
tipo esponja.

Depois, acrescentam a esta malha
as células estaminais do doente

e colocam-na num reator biológico,

um aparelho que vai simular todas
as condições do interior do corpo.

Temperatura, humidade, acidez
e composição de nutrientes,

tudo o que é necessário para que
as células estaminais se diferenciem

em osteoblastos e outras células,

colonizem a malha mineral,

e a remodelem com tecido vivo.

Mas falta uma coisa.

Lembram-se da Lei de Wolff?

Um osso artificial precisa
de sofrer uma tensão real,

senão ficará fraco e quebradiço,

por isso, o reator biológico bombeia
constantemente fluidos em volta do osso

e a pressão faz com que os osteoblastos
aumentem a densidade do osso.

Ponham isto tudo junto
e, ao fim de três semanas,

o osso já vivo está pronto
para sair do reator biológico

e ser implantado
no corpo do doente.

Embora ainda não se saiba bem

se este método funciona
com os seres humanos,

os ossos criados em laboratório
já foram implantados com êxito

em porcos e noutros animais

e as experiências em seres humanos
poderão começar já em 2016.