Cientistas
implantam tecido cerebral humano em ratos
Uma
equipe de cientistas transplantou tecido cerebral humano cultivado em
laboratório para ratos geneticamente modificados, em um avanço que pode
acelerar pesquisas sobre transtornos neurológicos e psiquiátricos.
O
estudo, publicado na quarta-feira (16/09) na revista Nature, pode contribuir
para investigações sobre as causas e os mecanismos de doenças como autismo,
epilepsia, paralisia cerebral e esquizofrenia.
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Acesso inédito ao tecido nervoso humano vivo
Após o
transplante, o tecido humano reproduziu características centrais do
desenvolvimento cerebral, incluindo a formação de redes neuronais funcionais.
Os enxertos foram implantados em ratos modificados para não desenvolverem
grande parte do próprio córtex cerebral, camada mais externa do cérebro.
Segundo
os autores, o resultado é relevante porque o acesso a tecido cerebral humano
vivo para pesquisa é extremamente limitado por razões éticas.
"Isso
nos dá uma forma de estudar o tecido neural humano em diferentes níveis, dos
genes e tipos celulares aos circuitos e seus efeitos funcionais em um
animal", afirma o autor principal do estudo, Sergiu Pasca, neurocientista
da Universidade Stanford.
"Podemos
começar a investigar como alterações genéticas humanas associadas a doenças
afetam o desenvolvimento neuronal e os circuitos cerebrais, além de avaliar se
tratamentos potenciais podem prevenir ou corrigir essas mudanças",
acrescenta.
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Como foram produzidos os organoides
Os
pesquisadores criaram organoides tridimensionais, estruturas celulares em
miniatura projetadas para reproduzir tipos celulares e aspectos importantes do
desenvolvimento do córtex cerebral, responsável por funções como cognição,
linguagem, atenção e tomada de decisões.
Para
isso, reprogramaram células da pele e do sangue, transformando-as em
células-tronco capazes de originar praticamente qualquer tecido do organismo.
A
equipe também utilizou uma estratégia genética para bloquear o desenvolvimento
da maior parte das células que normalmente formariam a córtex cerebral e o
hipocampo dos ratos, região essencial para a formação da memória.
Segundo
Pasca, o espaço que normalmente seria ocupado pelo córtex dos animais permitiu
que os organoides humanos fossem transplantados logo após o nascimento e
encontrassem condições para crescer de forma ampla.
"Nesses
ratos, os enxertos humanos geraram uma grande diversidade de tipos celulares da
córtex e estabeleceram conexões funcionais por todo o sistema nervoso do
animal", afirma.
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Nem "minicérebros" nem ratos humanizados
Pasca
rejeita termos como "ratos humanizados", "ratos com cérebro
humano" ou "minicérebros".
"Essas
descrições não representam com precisão o que criamos. Os animais continuam
tendo um sistema nervoso de rato, mas têm um volume maior de tecido cortical
humano que se desenvolve, se integra e estabelece conexões dentro dele",
explica.
Os
pesquisadores denominaram os animais de "ratos xenocorticais",
referência ao tecido cortical humano transplantado, considerado estranho ao
organismo hospedeiro.
Segundo
os autores, os organoides corticais oferecem uma janela experimental para
investigar o desenvolvimento e as doenças do cérebro humano.
"Eles
não são cérebros em miniatura nem reproduzem toda a complexidade do cérebro
humano, mas permitem estudar tipos de neurônios humanos e processos de
desenvolvimento que, de outra forma, seriam extremamente difíceis de
acessar", afirmou Pasca.
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Modelo reproduz danos causados pela falta de oxigênio
A
técnica também pode ajudar na investigação de lesões ambientais, como a
privação de oxigênio próxima ao nascimento.
De
acordo com Pasca, o modelo permite compreender melhor as causas e os mecanismos
de transtornos do neurodesenvolvimento e de alterações que surgem durante a
gestação, além de testar intervenções para preveni-los ou tratá-los.
Como
primeira aplicação, os pesquisadores expuseram os ratos à falta de oxigênio. O
cérebro humano em desenvolvimento é particularmente vulnerável a essa condição,
que pode provocar paralisia cerebral, aumentar o risco de epilepsia e elevar a
probabilidade de autismo.
Ratos
convencionais, porém, costumam resistir a esses níveis de privação. Já nos
animais xenocorticais, a exposição causou danos significativos às células
corticais humanas, acompanhados de alterações na marcha e na coordenação
motora.
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Questões éticas
Os
autores afirmam ter seguido diretrizes éticas voltadas principalmente para dois
aspectos.
O
primeiro diz respeito ao bem-estar animal. Segundo eles, a relevância
científica da pesquisa deve justificar o uso de animais, o sofrimento deve ser
reduzido ao mínimo e os experimentos só devem ser realizados quando não houver
alternativas adequadas.
A
segunda preocupação envolve a possibilidade de que a introdução de tecidos
neurais humanos cada vez mais complexos em animais gere características
inesperadas ou inéditas que demandem novas avaliações éticas.
Embora
os ratos apresentassem comportamento considerado normal ao explorar o ambiente,
os pesquisadores identificaram déficits de coordenação motora fina e diferenças
de memória.
"Também
precisamos considerar o custo de não realizar esse trabalho", argumenta
Pasca, destacando que transtornos neurológicos e psiquiátricos afetam quase uma
em cada cinco pessoas no mundo.
Fonte:
DW Brasil
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