Aproximadamente 10% dos bebaªs nascem com um defeito carda­aco congaªnito, sendo um dos mais comuns o truncus arteriosus persistente - um orifa­cio no coração. Em um bebaª sauda¡vel, o sangue desoxigenado ébombeado atravanãs de um vaso sangua­neo unidirecional para os pulmaµes, onde éoxigenado e bombeado atravanãs de um vaso sangua­neo adjacente de volta ao coração, como duas direções do tra¡fego da rodovia, separadas por uma mediana. Mas em um bebaª com truncus arteriosus persistente, a mediana entre essas duas passagens possui um orifa­cio que faz com que o sangue oxigenado e desoxigenado se misture. Assim, muito pouco oxigaªnio chega ao corpo e o coração precisa trabalhar mais. A cirurgia énecessa¡ria para reparar esse buraco, e os bebaªs costumam ter dificuldades físicas durante a infa¢ncia.

Esse buraco écausado quando o coração não se forma adequadamente no desenvolvimento, mas não édetecta¡vel atédepois que o bebaª nasce. Agora, usando embriaµes de galinha como organismo modelo, uma equipe de pesquisadores da Caltech descobriu as vias genanãticas que certas células-tronco utilizam para formar adequadamente os tecidos do coração. Reprogramar outras células-tronco com essas instruções genanãticas, dizem os pesquisadores, induziria-as a produzir tecido carda­aco, mesmo que esse não fosse seu objetivo original.

A compreensão desses processos genanãticos poderia um dia permitir que os médicos detectassem o truncus arteriosus persistente antes do nascimento e, possivelmente, corrigissem o defeito sem cirurgia, enquanto o bebaª ainda estivesse no aºtero.

A pesquisa foi conduzida no laboratório de Marianne Bronner , Albert Billings Ruddock, professor de biologia e diretora do Beckman Institute, e édescrita em um artigo publicado na revista Developmental Cell em 4 de maio.

Estudar o desenvolvimento humano pode ser difa­cil devido a problemas em torno do uso de embriaµes humanos. O laboratório de Bronner utiliza embriaµes de galinha, que tem processos e genes de desenvolvimento ana¡logos aos humanos no esta¡gio embriona¡rio inicial.

Com cerca de dois dias de desenvolvimento, um embria£o de galinha desenvolveu uma linha de células-tronco indiferenciadas, chamadas células da crista neural, que se estendem ao longo do corpo da cabea§a a  cauda. Esse esta¡gio de desenvolvimento ésemelhante ao de um embria£o humano de um maªs de idade. As células da crista neural são um importante foco de pesquisa para o laboratório Bronner, porque eventualmente migram por todo o corpo em formação e ajudam a formar o esqueleto da face e partes do coração, entre outras coisas.

Embora as células da crista neural sejam todos do mesmo tipo de canãlula, elas executam trabalhos diferentes, dependendo de onde se originam antes da migração. Por exemplo, células da crista neural provenientes da regia£o do pescoa§o, ou células da crista neural carda­aca, podem formar maºsculo carda­aco, enquanto células da crista neural da regia£o posterior, conhecidas como células da crista neural do tronco, não podem. Se as células da crista neural carda­aca são destrua­das, o embria£o não pode formar adequadamente um coração, levando a defeitos como o truncus arteriosus persistente. As células da crista neural transplantadas da cabea§a ou das costas não conseguem consertar isso.

Neste novo trabalho, o estudante de graduação Shashank Gandhi identificou os genes e as vias genanãticas que tornam as células da crista neural carda­aca únicas de outros tipos de células da crista neural. Trabalhando com Max Ezin, da Universidade Loyola Marymount, Gandhi experimentou esses genes em embriaµes de galinha e descobriu que o maºsculo carda­aco não se formava adequadamente.

Além disso, Gandhi geneticamente "reprogramou" as células da crista neural do tronco, expressando esse circuito genanãtico da crista neural carda­aca. "A reprogramação ésemelhante a  instalação de um sistema operacional Windows em um Mac", diz Gandhi. "Previmos que esse conjunto de genes poderia substituir o programa original dessas células e, assim, mudar o que eles poderiam fazer". Para testar essa idanãia, Gandhi e Ezin transplantaram essas células reprogramadas na regia£o do pescoa§o. Notavelmente, as células migraram para o coração e se desenvolveram em tecido carda­aco, comportando-se como células da crista neural carda­aca.

"Estamos muito empolgados com esses resultados, porque eles são os primeiros a mostrar que um pequeno número de genes permite que as células da crista neural formem uma barreira que separa o sangue que flui de e para o coração e os pulmaµes", diz Bronner. "Nossa esperana§a éque isso leve a um melhor entendimento dos defeitos congaªnitos que causam anormalidades carda­acas".

O artigo éintitulado " Reprogramando a identidade emnívelaxial para resgatar defeitos carda­acos congaªnitos relacionados a  crista neural ". Shashank Gandhi éo primeiro autor do artigo. Além de Bronner, Ezin éco-autor. O financiamento foi fornecido pelos Institutos Nacionais de Saúde e uma bolsa de pré-doutorado da American Heart Association. Marianne Bronner émembro do corpo docente afiliado do Instituto de Neurociaªncia Tianqiao e Chrissy Chen da Caltech .