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CIÊNCIA

Criado em laboratório cérebro de embrião

A partir de células-tronco retiradas de adultos, especialistas fabricam estrutura semelhante ao órgão humano. O feito pode ajudar na compreensão de problemas como depressão, autismo e esquizofrenia, além de reduzir o uso de animais em estudos neurológicos

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postado em 29/08/2013 16:00 / atualizado em 29/08/2013 11:51

Paloma Oliveto


 
"Nosso sistema não gera um órgão humano completo. O maior objetivo foi analisar o desenvolvimento do tecido cerebral" Juergen Knoblich, coautor do estudo


O cérebro humano ainda é um território fechado à exploração. O mais complexo órgão do corpo é de difícil acesso e, para pesquisá-lo de perto, os cientistas precisam de tecidos cadavéricos ou de animais. Agora, eles também poderão estudá-lo em um tubo de ensaio. Na edição desta semana da revista Nature, uma equipe austríaca anunciou que, a partir de células epiteliais adultas reprogramadas, foi possível cultivar um cérebro em processo de desenvolvimento. Do tamanho de uma ervilha, as estruturas equivalem ao órgão de um embrião na nona semana de gestação. Segundo os pesquisadores, o modelo será uma poderosa ferramenta para a compreensão de doenças que, segundo algumas teorias, podem ter sua origem durante a formação e a consolidação cerebral, como depressão, autismo e esquizofrenia.

Em uma coletiva de imprensa, Juergen Knoblich e Madeline Lancaster, pesquisadores do Instituto de Biotecnologia Molecular da Áustria e da Universidade de Edimburgo, rechaçaram o termo minicérebro. “É preciso ressaltar que estamos falando de estruturas de embriões”, disse Lancaster. Mas admitiram que o conjunto de tecidos reproduz fielmente o funcionamento de diversas regiões cerebrais. As células-tronco pluripotentes induzidas, inclusive, deram origem à neuroectoderme, a camada celular presente nos embriões a partir da qual todos os componentes do sistema nervoso e do órgão vão se desenvolver.

Para transformar pele em tecido cerebral, Knoblich e Lancaster cultivaram as células em um composto especial, que estimulou a habilidade inata dessas estruturas de se organizar e se transformar em órgãos complexos. Fragmentos do tecido foram colocados dentro de uma estufa, alimentada por um biorreator, sistema que faz circular oxigênio e nutrientes, o que permitiu às células se desenvolverem em organoides cerebrais, nome que os cientistas deram ao “minicérebro”. O processo levou um mês: no fim desse período, os tecidos haviam se agrupado em estruturas primitivas de regiões cerebrais como o córtex prefrontal, o hipocampo, o lobo occipital, a retina e o plexo coroide.

No prazo de 60 dias, os organoides chegaram ao tamanho máximo de 4mm de diâmetro. Apesar de muito pequenas e de não se parecer em nada com um cérebro humano, as estruturas continham neurônios e diversos tipos de tecido neural. “Esse é um dos casos em que o tamanho não importa”, brincou Knoblich. “Nosso sistema não gera um cérebro humano completo e essa não era nossa intenção. O maior objetivo foi analisar o desenvolvimento do tecido cerebral humano e gerar uma ferramenta sistemática que nos permita transferir conhecimentos obtidos a partir de pesquisas em modelos animais para a realidade humana”, salientou.

De acordo com Knoblich, a equipe de cientistas da Universidade da Áustria já conseguiu, inclusive, usar as estruturas para estudar um modelo de microencefalia, uma condição rara neurológica na qual os pacientes desenvolvem crânios muito pequenos. Em ratos, a doença é de difícil investigação, pois o processo de formação cerebral dos roedores é bastante diferente do que acontece com humanos. Em laboratório, foi possível reverter a microencefalia, e os organoides passaram a crescer normalmente.

Estudos de autismo
Os pesquisadores afirmaram que os organoides não substituirão os animais nos estudos em laboratório, mas acreditam que será possível diminuir as pesquisas que dependem deles. “Não podemos reproduzir a sofisticação dos modelos manipulados geneticamente, mas talvez sejamos capazes de reduzir o número de experimentos com animais, principalmente nos testes toxicológicos e de novos medicamentos”, disse Knoblich.

No futuro, ele também espera desenvolver organoides maiores, que continuariam a crescer e chegar ao ponto dos últimos estágios de desenvolvimento cerebral. “Se pudermos fazer isso, conseguiremos investigar a fundo distúrbios como o autismo, e esse seria um passo gigante”, observou o biólogo molecular.

“Esse estudo oferece a promessa de uma nova ferramenta essencial para entendermos as causas dos maiores distúrbios desenvolvimentais do cérebro, assim como o teste de possíveis tratamentos. As terapias ainda estão muito longe, mas essa importante pesquisa ilumina parte do caminho que levará a elas”, avaliou Paul Matthews, professor de neurociência clínica do Imperial Colllege London. O resultado também animou Zameel Cader, neurologista da Universidade de Oxford. “Esse é um estudo fascinante e excitante. Ele estende as possibilidades das tecnologias com células-tronco para a compreensão do desenvolvimento cerebral e leva esperança para a medicina regenerativa. O modelo desenvolvido pela equipe é audacioso e tem muitas similaridades com características de um cérebro humano, o que nos impressionou bastante”, avaliou.

Retorno à origem

Diferentemente das
células-tronco embrionárias, que são retiradas do embrião humano, as adultas pluripotentes induzidas são células coletadas do epitélio que, depois de reprogramadas geneticamente, conseguem voltar ao estado de
células-tronco. A partir daí, é possível estimular essas estruturas a se transformarem
em qualquer tecido do corpo humano.
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