(Laboratório de Biologia Molecular do MRC)
O cultivo em laboratório da estrutura mais complexa do Universo conhecido pode soar como uma tarefa impossível, mas isso não impediu que os cientistas tentassem.
Depois de anos de trabalho, pesquisadores no Reino Unido já cultivaram um dos mais sofisticados cérebros miniaturizados em um prato e, na verdade, conseguiram se comportar de uma maneira um tanto esquisita.
A bolha cinzenta era composta por cerca de dois milhões de neurônios organizados, que é semelhante ao cérebro fetal humano entre 12 e 13 semanas. Nesse estágio, o chamado "organoide cerebral" não é complexo o bastante para ter pensamentos, sentimentos ou consciência - mas isso não o torna totalmente inerte.
Quando colocada ao lado de um pedaço de medula espinhal de camundongo e de um pedaço de tecido muscular de camundongo, essa bolha de células cerebrais humanas, do tamanho de uma ervilha, sem corpo, enviava longos tentáculos para verificar seus novos vizinhos.
Usando microscopia ao vivo de longo prazo, os pesquisadores puderam observar como o mini-cérebro se conectava espontaneamente à medula espinhal e ao tecido muscular próximos.
"Gostamos de pensar neles como minicérebros em movimento", disse ao The Guardian a neurocientista Madeline Lancaster, do Laboratório de Biologia Molecular do Conselho de Pesquisa Médica .
Mover não é a única habilidade deles. Esses minicérebros também foram as primeiras amostras a iniciar o movimento muscular, assim como os neurônios motores fazem em nossos próprios cérebros.
Sob o controle do mini-cérebro, os pesquisadores notaram contrações musculares visíveis e controladas. Além disso, ao estimular brevemente um dos setores do axônio, a equipe poderia provocar uma contração muscular robusta e organizada.
"Depois de 2-3 semanas em co-cultura, densos axônios do [organoide] poderiam ser vistos inervando a medula espinhal do rato e as sinapses eram visíveis entre os axônios humanos projetados e os neurônios da medula espinhal do rato", escrevem os autores .
"A imagem ao vivo do tecido muscular do rato revelou contrações musculares esporádicas e de periodicidade irregular".
(Conselho de Pesquisa Médica)
Os organoides cerebrais são algumas das nossas melhores ferramentas para entender o desenvolvimento e a doença do cérebro humano, mas cultivá-los além de um certo estágio é um desafio.
Hoje, a maioria dos organoides cerebrais é cultivada a partir de células-tronco humanas, que se organizam espontaneamente nas estruturas e camadas necessárias para o desenvolvimento inicial do cérebro.
O problema é que, quando esse cluster chega a um certo tamanho, o meio fica privado de nutrientes e oxigênio e deixa de se tornar útil.
A presente pesquisa é uma das primeiras a superar esse limite. Ao fatiar os organoides e colocá-los em uma membrana porosa, os pesquisadores garantiram que seus minicérebros pudessem simultaneamente usar o ar acima e absorver os nutrientes abaixo, permanecendo saudáveis depois de um ano em seus pratos.
No entanto, embora esses mini-cérebros sejam mais sofisticados do que nunca, eles ainda são extremamente pequenos e estão longe da complexidade total de suas contrapartes humanas naturais.
No entanto, os autores estão esperançosos de que o sucesso de sua nova abordagem nos permitirá modelar doenças cerebrais em maior detalhe do que nunca.
"Por exemplo", escrevem os autores , "abre a porta para o estudo das condições do neurodesenvolvimento do corpo caloso, dos desequilíbrios dos circuitos neuronais vistos na epilepsia e de outros defeitos nos quais a conectividade desempenha um papel, como no autismo e na esquizofrenia "
Este estudo foi publicado na Nature Neuroscience .
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