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Os investigadores criaram ratos com cérebros feitos parcialmente de células de rato, permitindo-lhes cheirar o mundo através do hardware neurológico de outro animal.
É a primeira vez que um animal usa os sentidos de outro para detectar e responder ao seu entorno, demonstrando quão adaptável o cérebro pode ser na aceitação de diferentes tipos de células cerebrais.
A equipe dos EUA afirma que as descobertas podem ajudar a identificar semelhanças na forma como os cérebros se desenvolvem, mudam e reparam em diferentes espécies, ao mesmo tempo que podem informar a investigação sobre interfaces homem-máquina ou transplante de células estaminais.
“Neste momento, os investigadores estão a transplantar células estaminais e neurónios em pessoas com Parkinson e epilepsia”, diz a geneticista Kristin Baldwin, do Scripps Research Institute, nos EUA.
“Com modelos cerebrais híbridos, podemos começar a obter algumas respostas e num ritmo mais rápido do que um ensaio clínico”.
Os pesquisadores já criaram cérebros híbridos transferindo neurônios ou pequenas estruturas semelhantes a cérebros, chamadas organoides, de uma espécie para outra, como tecidos de ratos cultivados em camundongos.
No entanto, estes métodos tinham limitações porque as células adicionadas nem sempre se conectavam adequadamente ao cérebro existente.
Baldwin e seus colegas queriam saber se conseguiriam fazer com que circuitos neurais sintéticos de duas espécies diferentes funcionassem juntos em um cérebro vivo.
Usando uma técnica chamada complementação de blastocistos, eles introduziram células-tronco de rato em embriões de camundongos logo após a fertilização, o que permitiu que as células de rato e camundongo crescessem e se integrassem naturalmente.
É a primeira vez que este processo específico resultou com sucesso em cérebros híbridos feitos com células derivadas de duas espécies diferentes.
Surpreendentemente, o ambiente cerebral do rato alterou o tempo de desenvolvimento dos neurônios do rato e apoiou as conexões sinápticas entre os neurônios do rato e do camundongo, embora ratos e camundongos tenham evoluído separadamente durante milhões de anos e tenham diferenças no tamanho do cérebro.
“Você podia ver células de rato em quase todo o cérebro do rato, o que foi bastante surpreendente para nós”, explica Baldwin.
“Isso nos diz que existem poucas barreiras à inserção, sugerindo que muitos tipos de neurônios de camundongos podem ser substituídos por um neurônio de rato semelhante”.
Quando os neurônios dos ratos envolvidos no olfato foram desligados ou mortos, os neurônios dos ratos assumiram o controle e ajudaram o cérebro a processar cheiros e encontrar comida.
“Escondemos um biscoito em cada gaiola de rato e ficamos muito surpresos ao ver que eles conseguiram encontrá-lo nos neurônios dos ratos”, diz Baldwin.
Curiosamente, a retenção de neurônios mortos e silenciosos ainda parecia estar afetando o comportamento dos animais.
Ratos com neurônios olfativos inativados tiveram mais dificuldade em encontrar biscoitos escondidos do que ratos cujos neurônios olfativos foram projetados para desaparecer completamente durante o estágio de desenvolvimento.
“Se você deseja uma substituição funcional, pode ser necessário esvaziar os neurônios disfuncionais que estão ali parados”, sugere Baldwin, “o que poderia ser o caso de algumas doenças neurodegenerativas e também de alguns distúrbios do neurodesenvolvimento, como autismo e esquizofrenia”.
Embora os resultados sejam promissores, precisaremos de mais pesquisas para compreender as implicações da integração neural interespécies e aproveitar o seu potencial.
Um problema com o novo sistema cerebral híbrido é que as células dos ratos estão dispersas aleatoriamente, dificultando a aplicação do método a outros sistemas cerebrais.
A equipe de Baldwin está trabalhando para direcionar essas células para se tornarem um tipo específico, o que poderia melhorar a precisão experimental.
Se for bem sucedido, este método poderá até resultar em cérebros híbridos com neurônios de primatas.
“Isso nos ajudaria a chegar ainda mais perto da compreensão das doenças humanas”, diz Baldwin.
Publicado em 16/05/2024 13h20
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