Uma nova técnica científica que utiliza organoides cerebrais – minicérebros artificiais cultivados em laboratório – está revelando as origens genéticas do transtorno do espectro do autismo (TEA) escondidas em nossos cérebros.
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Chamada de CHOOSE (que significa CR ISPR – organoides humanos – sequenciamento de RNA de célula única), a técnica combina genética elaborada e bioinformática quantitativa para estudar mutações de genes conhecidos por serem de alto risco para autismo e como essas mutações levam a alterações celulares específicas no cérebro fetal.
Como cada célula individual no minúsculo cérebro in vitro carrega apenas uma mutação (no máximo) para um gene específico de alto risco, os efeitos de diferentes mutações podem ser analisados simultaneamente enquanto a célula em questão se divide e se multiplica no organoide em crescimento.
Isto revela as consequências de múltiplas mutações numa experiência, reduzindo drasticamente o tempo necessário para a análise, dizem os pesquisadores.
“Com esta metodologia de alto rendimento, podemos inativar sistematicamente uma lista de genes causadores de doenças. À medida que os organoides que carregam essas mutações crescem, analisamos o efeito de cada mutação no desenvolvimento de cada tipo de célula”, diz o farmacologista molecular e celular Chong Li, do Instituto de Biotecnologia Molecular (IMBA) da Áustria, um dos grupos de pesquisa que desenvolveu a técnica.
Concentrando-se em 36 genes conhecidos de autismo de alto risco, os investigadores descobriram que, embora estes genes partilhem muitos mecanismos moleculares comuns, o efeito destes mecanismos em diferentes tipos de células pode ser distintamente diferente – tornando certos tipos de células vulneráveis a mutações relacionadas com o autismo.
Os progenitores neurais – células fundadoras que geram neurônios, as células nervosas do nosso cérebro – são particularmente suscetíveis a mutações, explica Li, destacando esses tipos de células como candidatos para estudos futuros.
O desenvolvimento do nosso cérebro estranhamente enrugado é um processo extremamente complicado, mas é essa mesma complexidade que dá tantas oportunidades para o desenvolvimento do cérebro dar errado.
Até recentemente, os cientistas dependiam de tecidos de autópsia, tomografias cerebrais e modelos animais para compreender o funcionamento interno do cérebro (afinal, ninguém quer que seus tecidos cerebrais sejam picados, cutucados e possivelmente dissecados enquanto estão vivos, não é?).
Os organoides anunciaram uma nova era
E embora bolhas de cérebro artificial possam parecer monstruosas de Frankenstein, derivadas de células-tronco e crescendo não mais do que 4 mm (0,15 polegadas) em uma placa de Petri, elas são geralmente consideradas modelos para aspectos específicos do desenvolvimento do cérebro, em vez de modelos do cérebro em si.
“Estudar a etiologia genética dos [distúrbios do neurodesenvolvimento] melhora nossa compreensão dos mecanismos das doenças, mas geralmente requer acesso aos processos de desenvolvimento do cérebro humano. Os organoides cerebrais recapitulam o desenvolvimento inicial do cérebro e geram diversos tipos de células encontradas in vivo”, escreve a equipe.
Embora os organoides contenham vários tipos de tecidos que constituem o nosso cérebro, os seus modelos careciam de alguns tecidos cerebrais comuns, como as células da micróglia, pelo que continuam a ser um modelo incompleto, pelo que ainda terão de ser testados, adverte a equipe.
Esta nova técnica trará mudanças significativas no rastreio genético e, uma vez que a tecnologia organoide pode ser aplicada a muitos tecidos humanos diferentes, a equipe acredita que irá progredir rapidamente na nossa compreensão das doenças genéticas.
“A capacidade de determinar contribuições específicas de tipos de células para doenças genéticas de uma forma sistemática, escalonável e eficiente irá melhorar muito a nossa compreensão dos mecanismos das doenças”, escrevem eles.
“Como o sistema CHOOSE fornece uma estratégia de triagem robusta e controlada com precisão, prevemos que ele será amplamente aplicado além dos organoides cerebrais para estudar genes associados a doenças”.
E com isso, os segredos do cérebro humano estão mais próximos do que nunca de serem compreendidos.
Traduzido por Mateus Lynniker de ScienceAlert
