Marcando o ritmo cardíaco com luz

Nos últimos anos, a optogenética – com o uso de uma combinação de

manipulação genética e pulsos de luz simples – tornou possível controlar as

células do cérebro com precisão impressionante, alterando a atividade

cerebral e até o comportamento de animais.

Agora, os cientistas começaram a observar além desse órgão, conforme

exploram as possíveis aplicações para a tecnologia.

Um estudo recente,

publicado na revista Circulation: Arrhythmia & Electrophysiology, mostrou

como células modificadas, que reagem à luz azul de baixa energia, podem ser

usadas para estimular o batimento do tecido do coração. Segundo os

pesquisadores, isso representa o primeiro passo em direção a um novo

marcapasso, mais eficiente e preciso.

As células sensíveis à luz podem atuar

como marcadoras do ritmo cardíaco, criando um marcapasso biológico,

produzido pelas próprias células do paciente.

A optogenética envolve a criação de células via engenharia genética com

proteínas sensíveis à luz, fazendo com que seja possível usar a luz para

ativá-las.

Um dos obstáculos ao uso da optogenética como ferramenta clínica

está na necessidade de introduzir genes nas células. Para contornar o

problema, os pesquisadores, liderados por Emilia Entcheva, engenheira

biológica da Universidade Estadual de Nova York, em Stony Brook, decidiram

aproveitar a estreita comunicação entre as células do músculo do coração. As

células do coração batem ao mesmo tempo porque são unidas umas às outras por

meio de junções celulares.

Segundo Entcheva, em lugar de modificar todas as células do coração para que

passem a reagir à luz, é possível injetar uma pequena população de células

sensíveis à luz de doadores, possibilitar a união delas com as outras e a

coordenação das batidas do tecido normal.

Para testar o método, os pesquisadores criaram uma fileira de células

sensíveis à luz e as uniram a células do coração. Quando estimulada pela

luz, essa população de células híbridas se contraiu em ondas que

correspondiam a pulsos elétricos.

Entcheva prevê a coleta de células de um paciente, que serão alteradas para

que reajam à luz. Com a injeção de células modificadas em quantidade

suficiente – ela calcula que meio milhão, ou alguns milímetros de tecido,

sejam suficientes – será possível coordenar o ritmo cardíaco. Segundo

Entcheva, a luz usará menos energia do que a eletricidade ao mesmo tempo em

que irá oferecer “uma resolução espacial e temporal sem precedentes”_uma

vantagem quando se trabalha com partes específicas do coração. O meio de

fornecimento de luz mais provável seriam cabos de fibra ótica.

A técnica possui aplicações mais imediatas como ferramenta de pesquisa, na

investigação do funcionamento das células do coração ou ajudando a examinar

os possíveis efeitos colaterais a drogas. A luz proporcionará um método de

ensaio biológico mais automatizado, rápido e preciso do que os métodos

atuais e que dependerá da estimulação de células com eletrodos.

Para Miguel Valderrábano, cardiologista do Hospital Metodista de Houston, há

uma década os cientistas vêm pesquisando novos tipos de marcapasso

biológico, que geralmente incluem células modificadas geneticamente para

permitir que pulse de determinada maneira espontaneamente. Segundo ele, a

ideia de criar células que reajam à luz consiste em uma nova e interessante

estratégia: ``Definitivamente, se trata de um avanço conceitual na área de

criação de marcapassos biológicos’', afirma.

Assim como outras abordagens, esta técnica enfrenta obstáculos

importantes_por exemplo, garantir que as células do marcapasso se integrem

de forma apropriada às células normais. Embora os marcapassos biológicos

sejam teoricamente interessantes, é necessário que se demonstre uma vantagem

significativa de seu uso em substituição aos dispositivos elétricos testados

e comprovados.

``Os marcapassos biológicos ainda têm um difícil caminho pela

frente antes de superar os marcapassos elétricos’', afirma Valderrábano.