17/09/2021 - Pesquisadores fizeram um avanço impressionante em mini-órgãos cultivados em laboratório. Usando células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs), a equipe induziu organoides cerebrais a desenvolver estruturas oculares rudimentares que podem detectar a luz e enviar sinais para o resto do cérebro. O cérebro humano é uma das coisas mais ridiculamente complexas que a natureza já inventou, então, para nos ajudar a entendê-lo melhor, os cientistas têm feito versões em miniatura no laboratório.
As células da pele são retiradas de doadores adultos, revertidas em células-tronco e colocadas em uma cultura que imita o ambiente de um cérebro em desenvolvimento, incentivando-as a formar diferentes células cerebrais. O resultado final é um modelo cerebral tridimensional do tamanho de uma ervilha que pode ser usado para estudar o desenvolvimento, a doença ou os efeitos das drogas.
Agora, a pesquisa liderada pelo Hospital Universitário de Düsseldorf deu um passo adiante. A equipe desenvolveu organoides cerebrais completos com copos ópticos, estruturas de visão encontradas no olho onde o nervo óptico encontra a retina. Eles cresceram simetricamente na frente do minicérebro, dando ao organoide uma aparência impressionante.
Mas o mais importante, esses copos ópticos eram funcionais. Eles continham uma gama diversificada de tipos de células da retina, que formavam redes neuronais que realmente respondiam à luz e enviavam esses sinais para o cérebro. O tecido da lente e da córnea também foi formado.
“No cérebro dos mamíferos, as fibras nervosas das células ganglionares da retina se conectam com seus alvos cerebrais, um aspecto nunca antes demonstrado em um sistema in vitro”, diz Jay Gopalakrishnan, autor sênior do estudo.
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Usando células-tronco de quatro doadores, a equipe fez 314 organoides cerebrais em 16 lotes, com cerca de 72% deles formando copos ópticos. Essas estruturas começaram a aparecer na marca de 30 dias e amadureceram em 50 dias, o que a equipe diz ser um período de tempo semelhante ao de quando os embriões humanos desenvolvem retinas. O estudo mostra que a técnica é reprodutível, embora sejam necessários mais trabalhos para mantê-los viáveis por mais tempo, a fim de usá-los para estudo.
“Nosso trabalho destaca a notável capacidade dos organoides cerebrais de gerar estruturas sensoriais primitivas que são sensíveis à luz e abrigam tipos de células semelhantes às encontradas no corpo”, diz Gopalakrishnan. “Esses organoides podem ajudar a estudar as interações cérebro-olho durante o desenvolvimento embrionário, modelar distúrbios congênitos da retina e gerar tipos de células retinianas específicas do paciente para testes personalizados de drogas e terapias de transplante”.
Embora esses organoides cerebrais permaneçam muito rudimentares, se continuarem avançando, poderão um dia levantar preocupações éticas. Estudos anteriores já detectaram ondas cerebrais em organoides de dois meses de idade aproximadamente equivalentes aos de bebês prematuros, e é possível que um desenvolvimento adicional possa levar a minicérebros com alguma forma de autoconsciência ou mesmo consciência. A entrada sensorial como a visão pode ser um ingrediente chave para isso. É uma questão que os cientistas precisarão ficar de olho.
A pesquisa foi publicada na revista Cell Stem Cell.
Fonte: Cell Press via Eurekalert