segunda-feira, 1 de abril de 2019

Pesquisadores criam mini-cérebro humano que se conecta espontaneamente à medula espinhal

Os cientistas desenvolveram um cérebro em miniatura em um prato com uma medula espinhal e músculos ligados, um avanço que promete acelerar o estudo de condições como a doença dos neurônios motores.

Observou-se que a bolha cinza do tamanho de uma lentilha de células cerebrais humanas enviava espontaneamente conexões parecidas com gavinhas para se ligarem à medula espinhal e ao tecido muscular, que era retirado de um camundongo. Os músculos foram então visivelmente contrair sob o controle do chamado organoide cerebral.

A pesquisa é a mais recente de uma série de aproximações cada vez mais sofisticadas do cérebro humano cultivado em laboratório - desta vez com algo que se aproxima de um sistema nervoso central conectado.

Madeline Lancaster, que liderou o trabalho no Laboratório de Biologia Molecular do Conselho de Pesquisa Médica em Cambridge, disse:

"Nós gostamos de pensar neles como mini-cérebros em movimento."

Os cientistas usaram um novo método para desenvolver o cérebro em miniatura a partir de células-tronco humanas, o que permitiu que o organoide atingisse um estágio de desenvolvimento mais sofisticado do que os experimentos anteriores. A última bolha mostra semelhanças, em termos da variedade de neurônios e sua organização, ao cérebro fetal humano em 12-16 semanas de gravidez.

Organoides cerebrais organoides cerebrais

No entanto, os cientistas disseram que a estrutura ainda era pequena e primitiva demais para ter qualquer coisa que se aproximasse de pensamentos, sentimentos ou consciência.

"Ainda é uma boa ideia ter essa discussão toda vez que avançamos um passo adiante", disse Lancaster. "Mas geralmente concordamos que ainda estamos muito longe disso."

Enquanto um cérebro humano completamente desenvolvido tem entre 80 e 90 bilhões de neurônios, o organoide tem um par de milhões, colocando-o em algum lugar entre uma barata e um peixe-zebra em termos de volume de massa cinzenta.


Anteriormente, a sofisticação dos organoides conseguidos pelos cientistas havia sido limitada pela falta de suprimento de nutrientes para o centro da bolha. Uma vez que atingisse um certo tamanho, os neurônios no centro seriam cortados de seu suprimento de nutrientes e começariam a morrer, e a estrutura pararia de se desenvolver.

Na pesquisa mais recente, os cientistas desenvolveram o organoide e usaram uma minúscula lâmina vibrante para cortá-lo em fatias de meio milímetro de espessura que foram colocadas em uma membrana, flutuando em um líquido rico em nutrientes. Isso significou que toda a fatia tinha acesso a energia e oxigênio e continuou desenvolvendo e formando novas conexões quando foi mantida em cultura por um ano.

Cientistas acrescentaram uma medula espinhal de 1mm

Juntamente com o organoide, os cientistas acrescentaram uma medula espinal de 1 mm de comprimento, tirada de um embrião de camundongo e do músculo das costas em volta. As células cerebrais começaram automaticamente a enviar conexões neuronais, ligadas à medula espinhal e começaram a enviar impulsos elétricos, o que fez os músculos se contraírem.

A ambição é usar sistemas como este para estudar como o cérebro humano e o sistema nervoso se desenvolvem e por que as coisas dão errado em doenças como a doença dos neurônios motores, a epilepsia e a esquizofrenia.

Lancaster.diz:

"Obviamente, não estamos apenas tentando criar algo para se divertir, queremos usá-lo para modelar doenças e entender como essas redes são estabelecidas em primeiro lugar."

Gray Camp, geneticista do Instituto de Oftalmologia Molecular e Clínica de Basel, na Suíça, que não esteve envolvido nos últimos trabalhos, descreveu o avanço como "um grande passo para o campo". "É extremamente excitante ver evidências de tratos nervosos funcionais surgindo do desenvolvimento do tecido cerebral humano e da inervação de outros tecidos", disse ele.

Parece ser uma nova tendência na ciência produzir e experimentar pequenos cérebros humanos. Cientistas brasileiros descobriram que os organoides começam a desenvolver células da retina . Obviamente, os organoides estão se esforçando para entrada óptica.


Os resultados são publicados na revista Nature Neuroscience .