Minicérebro criado em laboratório se conectou a uma medula espinhal sozinho

Um minicérebro criado em laboratório por pesquisadores do Laboratório
do Conselho de Pesquisa Médica de Biologia Molecular e da Universidade de
Cambridge (Reino Unido) se conectou a uma medula espinhal sozinho.

Essa é a primeira vez que tal organoide faz isso. O cérebro miniaturizado
também foi o primeiro a iniciar o movimento muscular na história.

Avanços

Cientistas cultivam cérebros miniaturizados em laboratório
há alguns anos. O último estudo, no entanto, representa o mais sofisticado já
criado.

Composto por cerca de dois milhões de neurônios organizados,
o organoide é semelhante ao cérebro fetal humano entre 12 e 13 semanas. Nesse
estágio, não é complexo o bastante para ter pensamentos, sentimentos ou
consciência, mas também não é totalmente inerte.

Quando colocado 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, enviou seus longos
tentáculos para “checar” os vizinhos.

Usando microscopia ao vivo de longo prazo, os pesquisadores
puderam observar como o minicérebro se conectou espontaneamente à medula
espinhal e ao tecido muscular próximos.

Organoide em movimento

De acordo com os pesquisadores, depois de duas a três
semanas em cultura conjunta, densos axônios do organoide puderam ser vistos
inervando a medula espinhal do rato, e sinapses eram visíveis entre os axônios
humanos projetados e os neurônios da medula espinhal do animal.

Além de se mover, os minicérebros também foram as primeiras
amostras a iniciar o movimento muscular, assim como os neurônios motores fazem
em nossos próprios cérebros.

Os cientistas observaram contrações musculares visíveis e
controladas. Além disso, ao estimular brevemente um dos setores do axônio, a
equipe foi capaz de provocar uma contração muscular robusta e organizada.

A imagem ao vivo do tecido muscular do rato revelou
contrações esporádicas e de periodicidade irregular:

Obstáculos

Os organoides cerebrais são algumas das melhores ferramentas
que os cientistas têm para entender o desenvolvimento do e as doenças que
atingem o cérebro humano, mas cultivá-los além de um certo estágio é um
desafio.

Hoje, a maioria dos organoides cerebrais é criada 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 “aglomerado de células” chega
a um certo tamanho, o meio fica privado de nutrientes e oxigênio e deixa de se
tornar útil.

A recente pesquisa foi 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 suas placas de Petri.

Aplicações

Embora esses minicérebros sejam mais sofisticados do que os
anteriores, eles ainda são extremamente pequenos e estão longe da complexidade
total de suas contrapartes humanas naturais.

No entanto, os pesquisadores estão esperançosos de que o
sucesso de sua nova abordagem nos permita modelar doenças cerebrais em maior
detalhe do que nunca.

“Por exemplo, [a técnica] 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”,
escreveram em um artigo.

O texto foi publicado na revista científica Nature Neuroscience. [ScienceAlert]



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