Neurocientistas detectam ‘ondas cerebrais’ notáveis em minicérebros cultivados em laboratório

0
80
Um organoide que mostra tecido neural e vários tipos de células neurais. Créditos: Samarasinghe et al., Nature Neuroscience, 2021.

Por David Nield
Publicado na ScienceAlert

Organoides cultivados artificialmente estão se tornando cada vez mais importantes na pesquisa científica e médica. Agora, os cientistas conseguiram medir uma atividade semelhante às ondas cerebrais reais em organoides cerebrais desenvolvidos em laboratório, enquanto pesquisavam uma condição genética que causa convulsões.

Esses organoides podem ser úteis para pesquisar o desenvolvimento do cérebro, doenças e terapias potenciais, porque podem estar envolvidos em experimentos que simplesmente não seriam possíveis com um cérebro humano vivo.

No novo estudo, os pesquisadores relataram padrões de atividade elétrica semelhantes aos de uma convulsão em organoides cerebrais desenvolvidos a partir de células-tronco de pacientes com síndrome de Rett – uma condição genética que pode resultar em convulsões em alguns casos.

“Este trabalho demonstra que podemos fazer organoides que se assemelham ao tecido cerebral humano real e podem ser usados ​​para replicar com precisão certas características da função e das doenças do cérebro humano”, disse o neurocientista Bennett Novitch, da Universidade da Califórnia, Los Angeles (UCLA), nos Estados Unidos.

Para criar organoides, os cientistas induzem células retiradas de humanos a se transformarem em células-tronco pluripotentes, um tipo de célula que se desenvolve em uma ampla variedade de tecidos e órgãos.

O processo é particularmente difícil no cérebro, porque há muita coisa acontecendo. Para serem úteis para mais tipos de pesquisa, além de organizar todos os neurônios, esses ‘minicérebros’ também devem desenvolver as mesmas oscilações neurais que ocorrem no cérebro humano – ondas semelhantes às associadas ao aprendizado, sono e assim por diante.

Agora, essas ondas foram detectadas, aumentando a probabilidade de que os organoides possam representar cérebros reais em pesquisas experimentais. Em muitas doenças neurais, as próprias células cerebrais parecem boas – são as oscilações que indicam que algo está errado.

Usando sondas elétricas e leituras de microscópio, os pesquisadores fizeram em seus organoides recém-criados algo semelhante a uma varredura de eletroencefalograma (EEG), revelando vários tipos de oscilações neurais.

“Eu não tinha previsto a gama de padrões de oscilação que veríamos”, disse Novitch. “Aprendendo como controlar quais padrões de oscilação um organoide exibe, podemos eventualmente modelar diferentes estados cerebrais”.

No caso das oscilações anormais vistas nos organoides desenvolvidos de pessoas com síndrome de Rett, adicionar a droga experimental Pifithrin-α removeu os sinais de convulsões – então esses organoides são capazes de ‘responder’ ao tratamento também. Durante todo o processo, as próprias células cerebrais pareciam normais, o que também é o caso da síndrome de Rett.

É mais um passo à frente para a tecnologia e ciência dos organoides do cérebro, que continua a progredir em um ritmo rápido. Na semana passada, vimos um estudo mostrando como as estruturas dos olhos evoluíram em um minicérebro criado em laboratório, por exemplo.

Embora os organoides cerebrais nunca correspondam à complexidade ou aos detalhes dos cérebros reais, eles podem eventualmente substituir os animais em estudos futuros, desde que tenhamos certeza de que esses aglomerados de células especialmente desenvolvidas estão próximos o suficiente do que realmente acontece no cérebro.

“Este é um dos primeiros exemplos tangíveis de teste de drogas em ação em um organoide do cérebro”, disse o neurologista Ranmal Samarasinghe, da UCLA.

“Esperamos que sirva como um impulso para uma melhor compreensão da biologia do cérebro humano e das doenças cerebrais”.

A pesquisa foi publicada na Nature Neuroscience.