doi.org/10.1016/j.stem.2023.12.009
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#Bioimpresso
Um novo método para montar culturas de neurônios horizontalmente em vez de verticalmente ajuda a resolver um problema antigo.
Os cientistas criaram “organóides” cerebrais durante anos, mas existem limitações para as pequenas culturas cultivadas em laboratório. Um dos problemas mais frustrantes é a falta de controle sobre seu design, o que muitas vezes limita a funcionalidade e o uso de um organoide. Embora os investigadores suspeitassem há muito tempo que a impressão 3D poderia oferecer uma solução, a solução alternativa até agora revelou-se difícil e ineficaz. Um novo avanço na produção, no entanto, poderia resolver a barreira de longa data e um dia oferecer novas formas de explorar o tratamento para doenças como Parkinson e Alzheimer.
Conforme detalhado na nova edição da revista Cell Stem Cell, pesquisadores da Universidade de Wisconsin-Madison desenvolveram uma nova abordagem de impressão 3D para criar culturas que crescem e operam de forma semelhante ao tecido cerebral. Embora a impressão 3D tradicional envolva camadas de “biotinta” verticalmente como um bolo, a equipe encarregou sua máquina de imprimir horizontalmente, como se estivesse jogando dominó.
Como explica o New Atlas, os pesquisadores colocaram neurônios cultivados a partir de células-tronco pluripotentes (aquelas capazes de se tornar vários tipos de células diferentes) dentro de um novo gel de biotinta feito com fibrinogênio e trombina, biomateriais envolvidos na coagulação do sangue. A adição de outros hidrogéis ajudou a soltar a biotinta para resolver os 3 encontrados durante experimentos anteriores com tecidos impressos em 3D.
De acordo com Su-Chun Zhang, líder de pesquisa e professor de neurociência e neurologia da UW-Madison, o tecido resultante é resiliente o suficiente para manter sua estrutura, mas também suficientemente maleável para permitir níveis adequados de ingestão de oxigênio e nutrientes para os neurônios.
“O tecido ainda tem estrutura suficiente para se manter unido, mas é macio o suficiente para permitir que os neurônios cresçam uns nos outros e comecem a conversar entre si”, explica Zhang em um recente perfil universitário.
Devido à sua construção horizontal, as novas células do tecido formaram conexões não apenas dentro de cada camada, mas também através delas – de forma muito semelhante aos neurônios humanos. As novas estruturas poderiam interagir graças à produção de neurotransmissores e até criar redes de células de suporte dentro do tecido impresso em 3D.
Nestes experimentos, a equipe imprimiu culturas do córtex cerebral e do corpo estriado. Embora responsável por funções muito diferentes – a primeira associada ao pensamento, à linguagem e ao movimento voluntário; este último vinculado à informação visual – os dois tecidos impressos em 3D ainda podiam se comunicar, “de uma forma muito especial e específica”, disse Zhang.
Os pesquisadores acreditam que sua técnica não se limita a criar apenas esses dois tipos de culturas, mas hipoteticamente “praticamente qualquer tipo de neurônios [sic] a qualquer momento”, segundo Zhang. Isto significa que o método de impressão 3D poderá eventualmente ajudar estudando como porções saudáveis do cérebro interagem com partes afetadas pela doença de Alzheimer, examinando as vias de sinalização celular na síndrome de Down, bem como usar tecidos para testar novos medicamentos.
“Nosso cérebro opera em redes”, explicou Zhang. “Queremos imprimir tecido cerebral desta forma porque as células não funcionam sozinhas. Eles conversam entre si. É assim que nosso cérebro funciona e tem que ser estudado em conjunto para realmente entendê-lo.”
Publicado em 29/02/2024 06h57
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