Mini-Cérebros Funcionais Criados em Laboratório Revolucionam Estudos sobre Atividade Elétrica no Cérebro

Pesquisadores em todo o mundo agora podem criar organoides corticais cerebrais altamente realistas – essencialmente mini cérebros artificiais com redes neurais funcionais – graças a um protocolo proprietário lançado este mês por pesquisadores da Universidade da Califórnia em San Diego. A nova técnica, publicada no *Nature Protocols*, abre caminho para que cientistas realizem pesquisas mais avançadas sobre autismo, esquizofrenia e outros transtornos neurológicos em que a estrutura do cérebro é geralmente típica, mas a atividade elétrica é alterada. Isso de acordo com Alysson Muotri, Ph.D., autor correspondente e diretor do Centro de Pesquisa Orbital de Células-Tronco Integradas do Instituto de Células-Tronco Sanford da UC San Diego (SSCI). O SSCI é dirigido pela Dra. Catriona Jamieson, uma renomada médica-cientista em biologia de células-tronco do câncer cuja pesquisa explora a questão fundamental de como o espaço altera a progressão do câncer.

O método detalhado recentemente permite a criação de réplicas em miniatura do cérebro humano tão realistas que rivalizam “com a complexidade da rede neural do cérebro fetal”, de acordo com Muotri, que também é professor nos Departamentos de Pediatria e Medicina Celular e Molecular da Escola de Medicina da UC San Diego. Suas réplicas cerebrais já viajaram para a Estação Espacial Internacional (ISS), onde sua atividade foi estudada sob condições de microgravidade. Outros dois protocolos para criar organoides cerebrais são acessíveis ao público, mas nenhum deles permite que os pesquisadores estudem a atividade elétrica do cérebro. O método disse o autor, no entanto, permite que os pesquisadores estudem redes neurais criadas a partir das células-tronco de pacientes com várias condições neurodesenvolvimentais. “Você não precisa mais criar diferentes regiões e montá-las juntas”, disse Alysson, acrescentando que seu protocolo permite que diferentes áreas do cérebro – como o córtex e o mesencéfalo – “se desenvolvam juntas, como observado naturalmente no desenvolvimento humano”.

“Acredito que veremos muitas derivações deste protocolo no futuro para o estudo de diferentes circuitos cerebrais”, acrescentou. Esses “mini cérebros” podem ser usados para testar medicamentos potencialmente terapêuticos e até terapias genéticas antes do uso em pacientes, bem como para avaliar a eficácia e os efeitos colaterais, de acordo com o autor. Um plano para fazer isso já está em andamento. Muotri e pesquisadores da Universidade Federal do Amazonas em Manaus, Amazonas, Brasil, estão se unindo para registrar e investigar remédios tribais amazônicos para a doença de Alzheimer – não em modelos de camundongos baseados na Terra, mas em organoides cerebrais humanos doentes no espaço. Uma recente bolsa “Humans in Space” – concedida pela Boryung, uma empresa líder em investimentos em saúde com sede na Coreia do Sul – ajudará a financiar o projeto de pesquisa, que abrange múltiplos continentes e habitats, desde as profundezas da floresta amazônica até o laboratório dele na costa da Califórnia – e, eventualmente, até a Estação Espacial Internacional.

Outras possibilidades de pesquisa para os organoides cerebrais incluem modelagem de doenças, compreensão da consciência humana e outros experimentos baseados no espaço. Em março, Muotri – em parceria com a NASA – enviou ao espaço vários organoides cerebrais feitos a partir das células-tronco de pacientes com doença de Alzheimer e ELA (esclerose lateral amiotrófica, também conhecida como doença de Lou Gehrig). A carga útil retornou em maio e os resultados, que eventualmente serão publicados, estão sendo revisados. Como a microgravidade imita uma versão acelerada do envelhecimento na Terra, Muotri deve ser capaz de testemunhar os efeitos de vários anos de progressão da doença enquanto estuda a carga útil da missão de um mês, incluindo possíveis mudanças na produção de proteínas, vias de sinalização, estresse oxidativo e epigenética. “Estamos esperando por descobertas inéditas – coisas que os pesquisadores ainda não descobriram”, disse ele. “Ninguém enviou tal modelo para o espaço, até agora.”