Um novo estudo faz um tour pela história da pesquisa em embriologia e desenvolvimento humano para mostrar os “ciclos de atenção” que levaram a grandes avanços científicos.
Analisar o passado lança luz sobre o ressurgimento atual da pesquisa sobre o desenvolvimento humano. Essa é a lição de um novo estudo do Professor Nick Hopwood, do Departamento de História e Filosofia da Ciência, que é publicado no Revista de História da Biologia . O artigo discute o florescimento da embriologia humana há um século, sua queda de popularidade após a Segunda Guerra Mundial e, especialmente, seu renascimento desde o final do século XX.
“Todo artigo de jornal e notícia sobre desenvolvimento humano inclui um pouco de história, mas geralmente é limitado, raramente informativo e nem sempre preciso”, diz Hopwood. “Eu queria recuar e ver um panorama maior, então cavar fundo para descobrir como e por que houve tal onda de atenção. Trabalhar em Cambridge tornou isso mais fácil.”
A Universidade tem estado na vanguarda da inovação, desde o primeiro bebê de proveta até a cultura estendida de embriões precoces, organoides e outros modelos de células-tronco. A rede por meio da Cambridge Reproduction de expertise em ciência e medicina, humanidades e ciências sociais ajudou Hopwood a reconstruir a gênese desses avanços. Isso exigiu uma combinação de pesquisa em bibliotecas e arquivos e interações com cientistas, incluindo entrevistas, compartilhamento de documentos, participação em conferências e palestras, aqui e em outros lugares.
“O desenvolvimento humano tem sido de interesse especial há muito tempo como evidência de nossas origens e por sua relevância médica, mas é difícil de estudar”, explica Hopwood. “Historicamente, houve duas abordagens principais. Ou decidir que é muito difícil pesquisar embriões humanos porque eles geralmente estão escondidos em corpos grávidos, então devemos estudar outros animais e esperar que os resultados sejam transferidos. Essa é uma abordagem indireta. Ou tentar obter os melhores resultados possíveis dos poucos espécimes humanos que podem ser obtidos. Essa é uma abordagem direta. Meu artigo analisa o aumento da pesquisa diretamente em material humano como parte da política de mudança de escolha de uma espécie para estudar. Eu exploro como os pesquisadores se distanciaram do trabalho em modelos animais, mas mesmo os estudos humanos dependiam disso.”
O interesse em embriões humanos cresceu no final do século XIX, após debates sobre evolução. Os darwinistas apontaram para a similaridade de humanos e outros animais em estágios iniciais como evidência de descendência comum. Anatomistas críticos responderam criando redes de médicos para coletar material, principalmente de perdas gestacionais de mulheres. Novas técnicas, como seccionamento serial e modelagem em cera a partir das fatias, tornaram os detalhes da estrutura interna visíveis em 3-D.
Isso levou a um momento decisivo: o estabelecimento pela Carnegie Institution of Washington de um Departamento de Embriologia na Johns Hopkins University em Baltimore. Fundada em 1914, a primeira instituição de pesquisa dedicada especificamente à embriologia focada em embriões humanos, agora também cada vez mais recuperados de operações assépticas para várias condições. Descobertas importantes incluem a elucidação do momento da ovulação no ciclo menstrual, inicialmente em macacos rhesus. Embriões humanos das duas primeiras semanas após a fertilização foram descritos pela primeira vez.
Moscas, sapos e pintinhos
Após a Segunda Guerra Mundial, a embriologia humana perdeu força. Um novo campo, a biologia do desenvolvimento, focou em organismos modelo, como moscas, sapos, pintinhos e, como mamífero exemplar, camundongos.
“Para progredir, o argumento era que era necessário trabalhar em espécies onde mais poderia ser feito mais facilmente”, explica Hopwood. “Isso significava micromanipulação, material suficiente para fazer bioquímica e biologia molecular, e ferramentas genéticas.” Essa abordagem demonstrou seu poder na década de 1980, quando se descobriu que os mecanismos de desenvolvimento eram mais conservados em todo o reino animal do que os pesquisadores imaginavam. No entanto, por volta da mesma época, o interesse em usar material humano reviveu.
“Não houve uma curva ascendente constante de pesquisa sobre desenvolvimento humano ao longo do século XX”, argumenta Hopwood. “Em vez disso, os embriões humanos passaram por ciclos de atenção e negligência. À medida que as oportunidades se abriram e o equilíbrio de poder mudou entre pesquisadores investidos em diferentes organismos, a política de escolha de espécies mudou. Nas últimas quatro décadas, vimos uma renovação da pesquisa diretamente sobre desenvolvimento humano. Isso se deve, em primeiro lugar, às mudanças na oferta e na demanda.”
A realização da fertilização in vitro humana, com um nascimento vivo em 1978, deu acesso a embriões antes da implantação no útero. Após muito debate, o Ato de Fertilização Humana e Embriologia do Reino Unido de 1990 permitiu que embriões doados fossem mantidos in vitro, sob regulamentações rigorosas, por até 14 dias após a fertilização. Embora esse limite tenha sido alcançado somente em 2016. Enquanto isso, biobancos, notavelmente o Human Developmental Biology Resource em Newcastle e Londres, forneceram suprimentos éticos de estágios pós-implantação a partir de interrupções de gravidez.
Houve oposição de ativistas antiaborto, e muito menos embriões são doados para pesquisa do que os cientistas (e alguns pacientes) gostariam. Mas o campo foi transformado. Como nos anos em torno de 1900, novas tecnologias facilitaram o estudo de embriões humanos. Só que agora os avanços estavam na comunicação digital, análise molecular e métodos de imagem. Fatias ópticas e computação gráfica substituíram lâminas de microscópio e modelos de cera.
Além dos ratos
Para obter embriões humanos com permissão e financiamento para estudá-los, os pesquisadores tiveram que defender o estudo de nossa própria espécie. Eles estimularam a demanda argumentando que não seria mais suficiente simplesmente extrapolar a partir de camundongos. Conhecimento e habilidades do modelo de camundongo poderiam ser aplicados, mas as diferenças, assim como as similaridades, tinham que ser exploradas. Isso era crucial antes da aplicação clínica, como em tratamentos de fertilidade. Também era desejável na descoberta do que nos torna humanos — ou pelo menos não camundongos. Os financiadores estavam interessados em apoiar pesquisas clinicamente relevantes ou “ciência translacional”.
Nos últimos quinze anos, outro tipo de modelo transformou a política de escolha de espécies. Sujeitos a negociações éticas em andamento, modelos de embriões baseados em células-tronco permitiram novos tipos de experimentos sobre o desenvolvimento humano. Alguns pesquisadores até argumentam que, para investigar os fundamentos do desenvolvimento de vertebrados, esses sistemas humanos são agora o modelo. Os camundongos continuam sendo um recurso crucial, com quase todas as inovações feitas neles primeiro. Mas, como seu desenvolvimento é bastante peculiar, outros laboratórios estão promovendo comparações com espécies que se desenvolvem mais como humanos.
Cerca de dez anos atrás, tudo isso inspirou a organização de um novo subcampo, a biologia do desenvolvimento humano, não menos importante por meio de uma série de conferências. Grandes programas de pesquisa, como a Human Developmental Biology Initiative, reúnem cientistas trabalhando, de diferentes maneiras, em vários aspectos da embriogênese.
Perguntas permanecem. A pesquisa histórica de Hopwood se concentrou nos EUA e no Reino Unido, com acenos para a Europa continental e o Japão. Seria bom explorar as histórias de outros países, ele sugere, especialmente porque as diferenças em políticas reprodutivas e infraestrutura significam que o acesso ao material é desigual.
De forma mais geral, Hopwood argumenta, “a história pode contribuir mostrando como chegamos aqui e esclarecendo os argumentos que foram usados”. “Ela ajuda as partes interessadas a ver por que agora há tantas oportunidades para pesquisa sobre desenvolvimento humano e que, como os arranjos são frágeis, será preciso trabalho para ganhar e manter o apoio público.” Então, uma perspectiva de longo prazo pode ajudar pesquisadores e financiadores a pensar sobre o que pode acontecer a seguir.
“O interesse no desenvolvimento humano aumentou, caiu e aumentou novamente. Estamos passando por outro ciclo de atenção, ou o interesse pode ser mantido? O equilíbrio mudará de volta para modelos animais ou veremos um foco ainda maior em humanos, pelo menos na forma de modelos de células-tronco? Como as ações atuais podem moldar a escolha de espécies no futuro?”
História de Edward Grierson, da equipe de comunicações da Escola de Humanidades e Ciências Sociais.