Mais de 20 anos atrás, o laboratório do bia³logo do desenvolvimento  Olivier Pourquianã  descobriu um tipo de rela³gio celular em embriaµes de galinha, onde cada "carrapato" estimula a formação de uma estrutura chamada somita que acaba se transformando em vanãrtebra.

Nos anos seguintes, Pourquiée outros esclareceram ainda mais a meca¢nica desse chamado rela³gio de segmentação em muitos organismos, incluindo a criação dos  primeiros modelos do rela³gio em um prato de laboratório  usando células de mouse.

Embora o trabalho tenha melhorado o conhecimento do desenvolvimento normal e anormal da coluna, ninguanãm foi capaz de confirmar se o rela³gio existe nos seres humanos - atéagora.

Pourquiéliderou uma das duas equipes que agora criaram os primeiros modelos de laboratório do rela³gio de segmentação que usam células-tronco derivadas de tecido humano adulto.

As conquistas não apenas fornecem a primeira evidência de que o rela³gio de segmentação bate em humanos, mas também fornecem a  comunidade cienta­fica o primeiro sistema in vitro , permitindo o estudo do desenvolvimento inicial da coluna vertebral em humanos.

"Nãosabemos praticamente nada sobre o desenvolvimento humano de somitos, que se forma entre a terceira e a quarta semana após a fertilização, antes que a maioria das pessoas saiba que estãogra¡vida", disse Pourquianã, professor de genanãtica no Instituto Blavatnik na Harvard Medical School e uma das principais faculdades. membro do Harvard Stem Cell Institute. "Nosso sistema deve ser poderoso para estudar a regulamentação subjacente do rela³gio de segmentação".

"Nosso inovador sistema experimental agora permite comparar o desenvolvimento humano e do mouse lado a lado", disse Margarete Diaz-Cuadros, estudante de pós-graduação no laboratório de Pourquiée co-primeira autora do artigo liderado pelo HMS, publicado em 8 de janeiro na Nature. . "Estou animado para desvendar o que torna o desenvolvimento humano aºnico." 

Pourquiéespera que os pesquisadores possam usar os novos modelos de células-tronco para gerar tecido diferenciado para pesquisas e aplicações cla­nicas, como células musculares esquelanãticas para estudar a distrofia muscular e células gordurosas marrons para estudar diabetes tipo 2. Esse trabalho forneceria uma base para a criação de novos tratamentos.

"Se vocêdeseja gerar sistemas aºteis para aplicações cla­nicas, primeiro precisa entender a biologia", disse Pourquianã, que também éprofessor de Patologia da Escola de Medicina de Harvard Frank Burr Mallory no Hospital Brigham and Women. "Então vocêpode fazer tecido muscular e funcionara¡."

Embora os cientistas tenham derivado muitos tipos de tecido reprogramando células adultas em células-tronco pluripotentes e depois persuadindo-as por caminhos específicos de desenvolvimento, o tecido musculoesquelanãtico se mostrou teimoso. No final, no entanto, Pourquiée colegas descobriram que poderiam facilitar a transformação adicionando apenas dois compostos químicos a s células-tronco enquanto eram banhados em um meio de cultura de crescimento padra£o.

"Podemos produzir tecido mesoderma paraxial com cerca de 90% de eficiência", disse Pourquianã. "a‰ um começo notavelmente bom."

Sua equipe criou um modelo semelhante derivado de células embriona¡rias de camundongo.

Os pesquisadores do HMS ficaram surpresos ao descobrir que o rela³gio de segmentação começou a bater nos pratos de células humanas e de ratos e que as células não precisavam primeiro ser dispostas em um andaime 3D, mais parecido com o corpo.

"a‰ bastante espetacular que funcionou em um modelo bidimensional", disse Pourquianã. "a‰ um sistema de sonhos".

A equipe descobriu que o rela³gio de segmentação bate a cada cinco horas nas células humanas e a cada 2,5 horas nas células do mouse. A diferença na frequência éparalela a  diferença no tempo de gestação entre ratos e humanos, disseram os autores.

Entre os pra³ximos projetos do laboratório de Pourquianã, estãoinvestigando o que controla a velocidade varia¡vel do rela³gio e, mais ambiciosamente, o que regula a duração do desenvolvimento embriona¡rio em diferentes espanãcies.

"Existem muitos problemas muito interessantes a serem enfrentados", disse ele.

Outro grupo que publicou na edição de 8 de janeiro da revista Nature descobriu novas idanãias sobre como as células se sincronizam no rela³gio de segmentação usando embriaµes de mouse projetados para incorporar protea­nas fluorescentes.

Pourquiééautor saªnior do artigo liderado pelo HMS. O pesquisador de pa³s-doutorado Daniel Wagner, do HMS, éco-primeiro autor. Autores adicionais são afiliados a  Universidade de Kyoto, ao RIKEN Center for Brain Science e a  Brandeis University.

Pourquiécriou uma empresa chamada Anagenesis Biotechnologies, com base em protocolos desenvolvidos para este estudo. Ele usa triagem de alto rendimento para procurar terapias celulares para doenças e lesões osteomusculares.