Experimento inédito no mundo cura lesões cerebrais em ratos usando minicérebros humanos
Modelos em miniatura e cultivados em laboratório da superfície enrugada do cérebro humano podem ser usados para corrigir lesões no cérebro de ratos vivos e, assim, reparar conexões quebradas nos sistemas de processamento sensorial dos roedores, mostra um novo estudo. Algum dia, esses minicérebros – conhecidos como organoides cerebrais – também poderiam ser usados para consertar os cérebros de pacientes humanos, propõem os autores do estudo.
Os minicérebros são organoides de origem humana cultivados em placas de laboratório. Neles, duas pequeninas estruturas ópticas bilateralmente simétricas começaram a se desenvolver, refletindo o crescimento das estruturas dos olhos em embriões humanos.
Organoides cerebrais não são cérebros verdadeiros: são pequenas estruturas cultivadas a partir de células-tronco colhidas de humanos adultos e submetidas à engenharia reversa, com potencial de crescer em muitos tipos diferentes de tecido. São estruturas simplificadas, e não apenas no tamanho.
Em seu novo estudo, publicado na quinta-feira (2 de fevereiro) na revista Cell Stem Cell.
Chen e seus colegas demonstraram que os organoides cerebrais cultivados a partir de células-tronco humanas podem ser transplantados para o córtex visual de um rato ferido, onde a informação dos olhos é enviada pela primeira vez para processamento.
Segundo o pesquisador Dr. Han-Chiao Isaac Chen, autor sênior do estudo e professor assistente de neurocirurgia na Escola de Medicina Perelman da Universidade da Pensilvânia: “eventualmente, os organoides poderiam ser usados para restaurar a função do cérebro após uma lesão traumática, cirurgia invasiva ou acidente vascular cerebral, ou para ajudar a combater os efeitos de doenças neurodegenerativas, como Parkinson.“
Entendendo a pesquisa
Quando a luz atinge a retina no olho, uma mensagem elétrica se conecta ao córtex visual “primário”, que começa a analisar as características básicas do que está na frente do olho. Esses dados são encaminhados para o córtex visual “secundário”, o que leva a análise um passo adiante. No novo estudo, ratos adultos sofreram uma grande lesão no córtex visual secundário, e os pesquisadores essencialmente usaram um organoide para tapar o buraco resultante no cérebro.
Em pesquisas anteriores, os cientistas transplantaram células cerebrais individuais em roedores saudáveis de idades variadas e organoides nos cérebros de roedores muito jovens e não feridos; Ao transplantar organoides em ratos mais velhos e feridos, este estudo sinaliza outro passo em direção ao uso de organoides para reparar lesões cerebrais, disse Chen.
A equipe cultivou seus organoides a partir de um tipo de célula-tronco humana que pode dar origem a muitos tipos diferentes de células. Por 80 dias, os pesquisadores usaram pistas químicas para persuadir essas células-tronco em aglomerados 3D que continham muitos, mas não todos, os tipos de células encontrados no córtex cerebral humano, a camada externa enrugada do cérebro. O córtex contém seis camadas distintas de tecido e, no dia 80, os organoides cultivados em laboratório tinham camadas semelhantes, mas um tanto rudimentares.
Essa estrutura é realmente muito importante para definir como o cérebro realmente funciona. Eles não são perfeitos, de forma alguma, embora os aglomerados de tecido se assemelhem a um córtex real em muitos aspectos.
disse Chen sobre a arquitetura 3D dos organoides
Os resultados
Para transplantar cada organoide em um cérebro de rato, a equipe removeu um pedaço do crânio de cada roedor, colocou o organoide dentro e selou o buraco com uma tampa protetora. Os ratos receberam drogas imunossupressoras durante e após o procedimento, para evitar que seus corpos rejeitassem o transplante.
Nos três meses seguintes, os vasos sanguíneos dos ratos se infiltraram nos organoides e, por sua vez, as células dos organoides se entrelaçaram fisicamente com o resto dos sistemas de processamento visual dos roedores.
Os organoides cresceram um pouco mais durante esse período, ganhando novas células e estendendo os fios para se ligar às células cerebrais dos ratos. Os pesquisadores mapearam essas novas conexões usando um marcador fluorescente, que revelou que os organoides haviam se conectado com sucesso à retina através dessa rede de fios. Além disso, os pesquisadores mostraram aos ratos estímulos visuais – incluindo luzes piscando e barras pretas e brancas em uma tela – e descobriram que seus organoides foram ativados em resposta, como seria esperado um córtex visual intacto.
A equipe não executou testes de visão ou comportamento nos ratos para investigar como sua capacidade de ver mudou após suas lesões ou seus procedimentos de transplante. Os pesquisadores agora estão trabalhando em tais avaliações. No futuro, eles planejam testar se os organoides podem ser integrados de forma semelhante em outras partes do cérebro, como o córtex motor, que controla o movimento, e estudar quais fatores controlam a velocidade e a extensão dessa integração.
Além disso, a equipe espera melhorar os organoides cerebrais de tal forma que eles imitam melhor um cérebro humano real. “Queremos um substrato que replique mais fielmente a aparência do cérebro“, como em teoria, que deve tornar os organoides mais úteis para futuros reparos cerebrais, disse Chen.
Fonte: Via livescience
