Cientistas
conseguiram fazer com que células-tronco pluripotentes - aquelas que
podem se transformar em quase todo tipo de célula do nosso corpo - se
organizassem e gerassem pequenos "cérebros". Os pesquisadores demonstram
ainda que esses minicérebros recriam os primeiros passos do órgão
natural e podem ser usados para estudar o desenvolvimento e desordens
neurológicos. O estudo foi divulgado nesta quarta-feira na revista
especializada Nature.
Os organoides
cerebrais (como os cientistas chamaram) crescem a até 4 milímetros e
podem ser mantidos por meses em biorreatores, que fornecem nutrientes.
"Notavelmente, os organoides contêm impressionantes arquiteturas
reminiscentes do córtex cerebral humano, que é evolutivamente o mais
complexo tecido no reino animal. Assim como em um cérebro natural, essas
áreas corticais segregam em diferentes camadas. Na camada mais interna,
o equivalente à zona ventricular, células gliais radiais se dividem e
dão à luz neurônios", diz Oliver Brüstle, da Universidade de Bonn, na
Alemanha, e que não teve participação no estudo.
Brüstle diz que os
organoides podem ser um importante passo no estudo do desenvolvimento
neurológico, mas ainda estão longe de serem miniaturas perfeitas do
cérebro. Segundo ele, áreas que mimetizam o funcionamento do órgão estão
distribuídas de maneira randômica e falta o formato e organização
espacial vistos no cérebro natural. A falta de um sistema circulatório
impede o aproveitamento satisfatório dos nutrientes e limita o
crescimento.
"Apesar de áreas do
exterior desses organoides claramente carregaram uma semelhança com o
córtex cerebral em desenvolvimento, continua incerto se eles podem
avançar para a complexa arquitetura de seis camadas de sua contrapartida
natural", diz Brüstle.
Cientistas criam "minicérebros humanos" a partir de células-tronco
Cientistas
cultivaram os primeiros minicérebros humanos em laboratório e dizem que
seu sucesso pode levar a novos graus de compreensão sobre como o
cérebro se desenvolve e o que ocorre de errado em distúrbios como a
esquizofrenia e o autismo.
Pesquisadores da
Áustria partiram de células-tronco humanas e criaram uma cultura de
laboratório que lhes permitiu desenvolver os chamados "organoides
cerebrais", ou minicérebros, compostos por diferentes regiões cerebrais.
É a primeira vez que cientistas conseguem replicar o desenvolvimento do tecido cerebral em três dimensões.
Usando os
organoides, os cientistas foram então capazes de produzir um modelo
biológico mostrando como se desenvolve a microcefalia, uma doença
cerebral rara. Eles sugerem que a mesma técnica poderá ser usada no
futuro para entender distúrbios como autismo e esquizofrenia, que afetam
milhões de pessoas no mundo.
"Esse estudo
oferece a promessa de uma importante nova ferramenta para entender as
causas de importantes transtornos do desenvolvimento cerebral..., bem
como testar possíveis tratamentos", disse Paul Matthews, professor de
neurociência clínica do Imperial College, em Londres, que não participou
da pesquisa, mas se disse impressionado com os resultados.
Embora comece como
um tecido relativamente simples, o cérebro humano rapidamente se
transforma na mais complexa estrutura natural conhecida, e cientistas
pouco sabem sobre como isso ocorre.
Para criar o tecido
cerebral, Juergen Knoblich e Madeline Lancaster, do Instituto de
Biotecnologia Molecular da Áustria, e colegas da Unidade de Genética
Humana da Universidade de Edimburgo, na Grã-Bretanha, partiram de
células-tronco que foram cultivadas com uma combinação de ingredientes
feita especialmente para aproveitar a capacidade inata das células para
se organizar em estruturas orgânicas completas.
Eles cultivaram um
tecido chamado neuroectoderma -a camada de células do embrião a partir
da qual todos os componentes do cérebro e do sistema nervoso se
desenvolvem.
Fragmentos desse
tecido foram então submetidos a um biorreator -um sistema que circula
oxigênio e nutrientes, para permitir o crescimento dos organoides
cerebrais.
Após um mês, os
fragmentos se organizaram em estruturas primitivas, que poderiam ser
reconhecidas como sendo regiões de um cérebro em desenvolvimento, como
retina, plexo coroide e córtex cerebral, disseram os pesquisadores por
telefone.
Depois de dois
meses, os organoides atingiram um tamanho máximo em torno de 4
milímetros. Embora fossem minúsculos e estivessem muito longe de se
parecer com a estrutura detalhada de um cérebro humano plenamente
desenvolvido, os organoides continham neurônios ativos e diferentes
tipos de tecido neural.
"Este é um dos
casos em que o tamanho realmente não importa", disse Knoblich a
jornalistas. "Nosso sistema não está otimizado para a geração de um
cérebro inteiro, e esse não era o nosso objetivo."
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