Por Will Dunham
WASHINGTON, 16 Set (Reuters) - Cientistas transplantaram tecido cerebral humano cultivado em laboratório em camundongos geneticamente modificados, no que consideraram um avanço importante para o estudo do desenvolvimento do cérebro humano e que pode acelerar as pesquisas sobre as causas e os mecanismos de distúrbios devastadores, como o autismo profundo, a epilepsia, a paralisia cerebral e a esquizofrenia.
Os pesquisadores afirmaram que o tecido humano reproduziu características-chave do desenvolvimento cerebral, incluindo a formação de redes neurais funcionais após ser transplantado para camundongos geneticamente modificados para não possuírem a maior parte de seu próprio córtex cerebral, a camada mais externa do cérebro. Eles afirmaram que isso é significativo porque o tecido cerebral humano vivo é essencialmente inacessível para fins de pesquisa por razões éticas.
“Isso nos dá uma maneira de estudar o tecido neural humano em vários níveis, desde genes e tipos de células individuais até circuitos e consequências funcionais em um animal. Podemos começar a nos perguntar como as alterações genéticas humanas associadas a doenças alteram o desenvolvimento neural e os circuitos, e se tratamentos potenciais podem prevenir ou corrigir essas alterações”, disse o neurocientista da Universidade de Stanford Sergiu Pasca, autor sênior do estudo publicado nesta quarta-feira na revista Nature.
Os pesquisadores criaram, em placas de laboratório, “organoides” tridimensionais miniaturizados, projetados para reproduzir os principais tipos de células e características de desenvolvimento do córtex cerebral humano. Essa parte do cérebro controla funções de nível superior, como cognição, linguagem, atenção e tomada de decisão.
Para isso, eles reprogramaram células da pele ou do sangue para que se tornassem células-tronco capazes de se transformar em praticamente qualquer tipo de célula do corpo.
Ao criar os camundongos, os cientistas empregaram uma estratégia genética que bloqueou o desenvolvimento da maioria das células que normalmente dão origem ao córtex cerebral e ao hipocampo, uma estrutura cerebral crucial para a formação da memória.
“O espaço normalmente ocupado pelo córtex do camundongo nos permitiu transplantar organoides corticais humanos logo após o nascimento e proporcionou ao tecido humano espaço para crescer amplamente”, disse Pasca. “Nesses camundongos, os enxertos humanos geraram uma ampla diversidade de tipos de células corticais e estabeleceram conexões funcionais por todo o sistema nervoso do camundongo.”
Entre os tipos de células corticais geradas estava um tipo raro, chamado neurônios de von Economo, considerado vulnerável em algumas formas de demência.
TERMINOLOGIA DA PESQUISA
“Um ponto que eu gostaria de enfatizar é a terminologia”, disse Pasca. “Descrições como camundongos humanizados, camundongos com cérebros humanos ou minicérebros não são representações precisas do que criamos. Esses animais mantêm um sistema nervoso de camundongo, mas contêm um volume maior de tecido cortical humano que se desenvolve, se integra e forma conexões dentro dele.”
Os pesquisadores os chamaram de camundongos “xenocorticais”, em referência ao tecido cortical humano transplantado, considerado “estranho”.
“Os organoides corticais nos oferecem uma janela experimental para o desenvolvimento e as doenças do cérebro humano. Eles não são cérebros em miniatura e não reproduzem toda a complexidade do cérebro humano, mas nos permitem estudar tipos de células neurais humanas e processos de desenvolvimento que, de outra forma, seriam extremamente difíceis de acessar”, disse Pasca.
Essa abordagem pode ser especialmente útil para estudar distúrbios que se iniciam durante o desenvolvimento cerebral, como autismo, epilepsia, esquizofrenia e paralisia cerebral, bem como lesões ambientais, como a privação de oxigênio que ocorre por volta do momento do nascimento, segundo os pesquisadores.
Eles expuseram os camundongos à privação de oxigênio como uma primeira aplicação desse modelo de pesquisa.
O cérebro humano em desenvolvimento pode ser altamente vulnerável à privação de oxigênio. Quando isso ocorre durante a gravidez ou por volta do nascimento, pode ter consequências neurológicas graves, incluindo a contribuição para a paralisia cerebral e o aumento do risco de epilepsia ou autismo, disse Pasca. Mas os camundongos podem ser resistentes a níveis de privação de oxigênio que causam danos ao tecido neural humano.
“Nos camundongos xenocorticais, um período de baixo nível de oxigênio causou lesão substancial às células corticais humanas e foi acompanhado por anormalidades na marcha e na coordenação motora”, disse Pasca, enquanto camundongos comuns de laboratório não apresentaram tais efeitos decorrentes do baixo nível de oxigênio.
Os pesquisadores afirmaram que os experimentos seguiram diretrizes éticas focadas em duas questões em particular.
“A primeira é o bem-estar animal: a questão científica deve justificar o uso de animais, o sofrimento deve ser minimizado e os experimentos só devem ser realizados quando as informações não puderem ser obtidas adequadamente por meio de abordagens alternativas”, disse Pasca.
“A segunda é se a introdução de tecido neural humano cada vez mais complexo no sistema nervoso de um animal poderia levar a propriedades inesperadas, emergentes ou inéditas que exigiriam considerações éticas adicionais”, disse Pasca.
Os camundongos modificados geneticamente pareciam camundongos comuns de laboratório enquanto se movimentavam e exploravam seu ambiente, mas apresentavam déficits na coordenação motora fina e diferenças nas capacidades de memória.
“Também precisamos ponderar o custo de não realizar esse trabalho”, disse Pasca, observando que distúrbios neurológicos e psiquiátricos afetam quase uma em cada cinco pessoas, mesmo que o entendimento científico ainda seja limitado e tratamentos eficazes continuem a fazer falta para muitas dessas condições.
(Reportagem de Will Dunham)
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