Nos últimos anos, os neurocientistas ficaram muito melhores no desenvolvimento do cérebro humano em laboratório. Agora, esses ‘minicérebros’ estão se tornando complexos o suficiente para que possamos estudar doenças neurológicas em seus estágios iniciais.
As bolhas cinzentas, conhecidas como organóides do cérebro, não são capazes de ter consciência, mas podem nos ensinar sobre a estrutura, a diversidade e as interações das células em certas partes do cérebro em desenvolvimento.
Os pesquisadores comparam os organóides cerebrais à estrutura do cérebro de um feto após cerca de 12 semanas de crescimento. As pequenas bolhas não conseguem pensar, mas podem enviar gavinhas para um músculo e causar contrações. Eles não podem sentir, mas podem desenvolver estruturas oculares rudimentares.
Até mesmo para chegar a esse nível simples de desenvolvimento leva os cientistas muito mais tempo do que a própria natureza. Para fazer com que as células-tronco de um ser humano se proliferem na casa dos milhões e cresçam em algo semelhante a um ‘minicéfalo’, é necessário banhá-lo no coquetel certo de moléculas para ativar ou desativar os genes no momento certo.
Mantê-los também não é fácil. Organoides do cérebro derivados de células-tronco de pessoas com doença de Parkinson foram cultivados por cerca de 30 dias. Para a doença de Alzheimer, eles foram cultivados por 84 dias.
Pesquisadores em Cambridge desenvolveram um minicéfalo do tamanho de uma ervilha para estudar a esclerose lateral amiotrófica (ELA) por quase um ano, o que é um grande passo.
ALS, que muitas vezes se sobrepõe à demência frontotemporal (ALS / FTD), é uma doença neurodegenerativa atualmente intratável que leva ao rápido declínio cognitivo e paralisia. Como os sintomas neurológicos só aparecem mais tarde na vida, os cientistas sabem muito pouco sobre como isso começa.
Digite o mini-cérebro cultivado em laboratório usando células-tronco de pacientes com ALS / FTD.
Um dos grandes obstáculos com o crescimento de aglomerados semelhantes ao cérebro em um prato é que, à medida que o organoide cresce, as células intermediárias ficam privadas de nutrientes e param de se tornar modelos úteis.
Para contornar isso, alguns pesquisadores, há alguns anos, começaram a fatiar os organoides antes de banhá-los na cultura, mantendo seus modelos vivos por períodos mais longos e para um melhor estudo.
Pesquisadores em Cambridge fizeram isso com seu modelo inicial de ALS / FTD. Em um trabalho não publicado, a equipe afirma ter cultivado seus organoides por um total de 340 dias.
Tudo o que foi publicado até agora é de 240 dias, mas dentro desse tempo, os autores observaram mudanças em dois tipos de células cerebrais. Essas mudanças incluíram estresse celular, danos ao DNA da célula e mudanças na forma como o DNA da célula foi finalmente transcrito em proteínas.
As mudanças destrutivas parecem impactar os neurônios C9 e outro tipo de células neurais – chamadas astroglia – que ajudam a controlar o movimento muscular e as habilidades mentais no cérebro humano real.
“Embora esses distúrbios iniciais tenham sido sutis, ficamos surpresos com a forma como as primeiras mudanças ocorreram em nosso modelo humano de ALS / FTD”, disse o neurologista András Lakatos, da Universidade de Cambridge.
“Este e outros estudos recentes sugerem que os danos podem começar a aumentar assim que nascemos. Precisamos de mais pesquisas para entender se este é de fato o caso, ou se esse processo é antecipado nos organóides pelas condições artificiais em o prato. ”
Uma das descobertas mais interessantes do modelo ALS / FTD foi que uma droga conhecida como GSK2606414f, ou GSK para breve, poderia suprimir parcialmente algumas das mudanças neuronais que pareciam ocorrer no início do desenvolvimento do córtex, incluindo o agrupamento de proteínas tóxicas, estresse celular e perda de células nervosas.
Os autores afirmam que medicamentos semelhantes, mais adequados para humanos, estão sendo testados em ensaios clínicos para doenças neurodegenerativas. A equipe espera que sua técnica de cultivo de modelos organoides de doenças neurológicas ajude a identificar outros alvos potenciais de drogas no futuro.
“Atualmente, não temos opções muito eficazes para o tratamento de ALS / FTD e, embora haja muito mais trabalho a ser feito após nossa descoberta, pelo menos oferece esperança de que, com o tempo, seja possível prevenir ou retardar o processo da doença, “explica Lakatos.
“Também pode ser possível, no futuro, ser capaz de retirar células da pele de um paciente, reprogramá-las para fazer crescer seu ‘mini cérebro’ e testar a combinação única de drogas que melhor se adapta à sua doença.”
Ainda estamos muito longe dessa realidade, mas, olhando para trás, os neurocientistas conquistaram muito em apenas alguns anos.
Publicado em 24/10/2021 17h31
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