Os muitos tipos de células do corpo humano são produzidos por meio do processo de diferenciação, no qual as células-tronco são convertidas em tipos mais especializados. Atualmente, é um desafio para os pesquisadores controlar a diferenciação de células-tronco em laboratório (em vitro). De particular interesse são os ovócitos, que são células germinativas femininas que se desenvolvem em óvulos. Compreender seu desenvolvimento pode ter impactos de longo alcance, desde o tratamento de infertilidade até a conservação de espécies ameaçadas de extinção. Um novo estudo realizado por uma equipe japonesa de pesquisadores liderados pelo Dr. Mitinori Saitou induziu com sucesso oócitos meióticos (divididos) a partir de células-tronco embrionárias de macacos cynomolgus, que compartilham muitas características fisiológicas com os humanos. Ao estabelecer um método de cultura para induzir a diferenciação de oócitos meióticos, os pesquisadores visaram lançar luz sobre o desenvolvimento de células germinativas em humanos e outros primatas. As descobertas do estudo foram publicadas na edição de março de 2023 da O jornal EMBO.
A equipe relatou anteriormente condições para induzir oogônias, os precursores dos oócitos, agregando células germinativas humanas primordiais (hPGCLCs) com células dos ovários de embriões de camundongos fêmeas e, em seguida, cultivando-os sob condições de interface ar-líquido1. Da mesma forma, PGCLCs de macaco cynomolgus foram induzidos a se diferenciar em oogônias, mas não progrediram para oócitos meióticos. Para superar esse obstáculo, as oogônias induzidas foram isoladas e reagregadas com células somáticas dos ovários de embriões de camundongos fêmeas e cultivadas novamente.
Sob essas novas condições de cultura, as oogônias do macaco cynomolgus foram induzidas com sucesso a se diferenciar em oócitos meióticos, mas seu desenvolvimento parou no segundo estágio da meiose. A análise do transcriptoma de célula única mostrou que a dinâmica transcriptômica dos oócitos em vitro (no laboratório) foram semelhantes aos dos oócitos na Vivo (em nosso corpo). Os pesquisadores também identificaram diferenças na expressão gênica entre os em vitro e na Vivo ovócitos, o que sugere um gargalo para em vitro desenvolvimento do oócito que pode levar à interrupção da meiose em vitro.
Além disso, ao realizar a análise de metiloma de todo o genoma, os autores descobriram que os oócitos induzidos estavam envolvidos no processo de desmetilação em todo o genoma em vitro, como visto no desenvolvimento de células germinativas femininas de camundongos e humanos. Eles também notaram que a desmetilação se comportou de maneira diferente nos cromossomos X derivados do pai e da mãe. Essas dinâmicas únicas de metilação também foram encontradas em oogônias humanas induzidas em vitro, sugerindo que os mecanismos subjacentes ao desenvolvimento das células germinativas femininas podem ser os mesmos entre as espécies de primatas. Assim, este sistema de cultura pode ser útil como modelo do processo de diferenciação de células germinativas de primatas.
Questionados sobre o impacto potencial de seu estudo, os autores disseram que seu método de reconstituir várias etapas no desenvolvimento de células germinativas femininas pode ajudar a esclarecer os mecanismos moleculares do desenvolvimento de ovócitos de primatas e pode um dia contribuir para o tratamento do desenvolvimento de oócitos prejudicado em medicina reprodutiva. O primeiro autor, Dr. Sayuri Gyobu-Motani, diz: “Esperamos que nosso sistema de cultura possa ajudar na conservação de espécies ameaçadas e na criação de em vitro sistemas de indução de oócitos para outras espécies de mamíferos com longa expectativa de vida.”