Um minicérebro criado
em laboratório por pesquisadores do Laboratório do Conselho de Pesquisa Médica
de Biologia Molecular e da Universidade de Cambridge (Reino Unido) se conectou
a uma medula espinhal sozinho.
Essa é a primeira vez que tal organoide faz isso. O
cérebro miniaturizado também foi o primeiro a iniciar o movimento muscular na
história.
Avanços
Cientistas
cultivam cérebros miniaturizados em laboratório há alguns anos. O último
estudo, no entanto, representa o mais sofisticado já criado.
Composto
por cerca de dois milhões de neurônios organizados, o organoide é semelhante ao
cérebro fetal humano entre 12 e 13 semanas. Nesse estágio, não é complexo o
bastante para ter pensamentos, sentimentos ou consciência, mas também não é
totalmente inerte.
Quando
colocado ao lado de um pedaço de medula espinhal de camundongo e de um pedaço
de tecido muscular de camundongo, essa “bolha de células cerebrais humanas”, do
tamanho de uma ervilha, enviou seus longos tentáculos para “checar” os
vizinhos.
Usando
microscopia ao vivo de longo prazo, os pesquisadores puderam observar como o
minicérebro se conectou espontaneamente à medula espinhal e ao tecido muscular
próximos.
Organoide em movimento
De acordo com os pesquisadores, depois de duas a três
semanas em cultura conjunta, densos axônios do organoide puderam ser vistos
inervando a medula espinhal do rato, e sinapses eram visíveis entre os axônios
humanos projetados e os neurônios da medula espinhal do animal.
Além de se mover, os minicérebros também foram as
primeiras amostras a iniciar o movimento muscular, assim como os neurônios
motores fazem em nossos próprios cérebros.
Os
cientistas observaram contrações musculares visíveis e controladas. Além disso,
ao estimular brevemente um dos setores do axônio, a equipe foi capaz de
provocar uma contração muscular robusta e organizada.
A
imagem ao vivo do tecido muscular do rato revelou contrações esporádicas e de
periodicidade irregular:
Obstáculos
Os organoides cerebrais são algumas das melhores
ferramentas que os cientistas têm para entender o desenvolvimento do e as
doenças que atingem o cérebro humano, mas cultivá-los além de um certo estágio
é um desafio.
Hoje, a maioria dos organoides cerebrais é criada a
partir de células-tronco humanas, que se organizam espontaneamente nas
estruturas e camadas necessárias para o desenvolvimento inicial do cérebro.
O problema é que, quando esse “aglomerado de células”
chega a um certo tamanho, o meio fica privado de nutrientes e oxigênio e deixa
de se tornar útil.
A recente pesquisa foi uma das primeiras a superar
esse limite. Ao fatiar os organoides e colocá-los em uma membrana porosa, os
pesquisadores garantiram que seus minicérebros pudessem simultaneamente usar o
ar acima e absorver os nutrientes abaixo, permanecendo saudáveis depois de um
ano em suas placas de Petri.
Aplicações
Embora
esses minicérebros sejam mais sofisticados do que os anteriores, eles ainda são
extremamente pequenos e estão longe da complexidade total de suas contrapartes
humanas naturais.
No
entanto, os pesquisadores estão esperançosos de que o sucesso de sua nova
abordagem nos permita modelar doenças cerebrais em maior detalhe do que nunca.
“Por
exemplo, [a técnica] abre a porta para o estudo das condições do
neurodesenvolvimento do corpo caloso, dos desequilíbrios dos circuitos
neuronais vistos na epilepsia e de outros defeitos nos quais a conectividade
desempenha um papel, como no autismo e na esquizofrenia”, escreveram em um
artigo.
O texto
foi publicado na revista científica Nature Neuroscience. [ScienceAlert]
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