Estudar como o cérebro humano muda ao longo dos anos esbarra em um problema aparentemente insolúvel: não podemos simplesmente observar seu desenvolvimento celular por dentro durante décadas. Cientistas encontraram nos organoides uma alternativa engenhosa, criando versões minúsculas de tecidos humanos em laboratório. Mas havia uma barreira que limitava seu potencial. Agora, pesquisadores de Harvard conseguiram atravessá-la e acompanhar esses chamados “minicérebros” por um período surpreendentemente longo.
Pequenos tecidos estão mudando a maneira de estudar o corpo humano
Uma das tecnologias que mais avançaram na pesquisa biomédica nos últimos anos atende pelo nome de organoide.
Essas estruturas tridimensionais são produzidas em laboratório a partir de células-tronco pluripotentes e conseguem reproduzir algumas características importantes dos tecidos encontrados no organismo humano.
Não são órgãos completos em miniatura, mas modelos simplificados capazes de imitar parte de sua organização e funcionamento.
Atualmente, pesquisadores já trabalham com organoides que representam coração, fígado, rins, intestinos e pulmões. Alguns conseguem inclusive reproduzir determinadas funções biológicas, como tecidos hepáticos capazes de secretar bile.
Naturalmente, um dos grandes objetivos dessa tecnologia sempre foi reproduzir características do órgão mais complexo do corpo: o cérebro.
Os organoides cerebrais oferecem aos cientistas a possibilidade de observar como diferentes células surgem, organizam-se e interagem durante determinadas etapas do desenvolvimento.
Havia, entretanto, uma limitação considerável.
Esses tecidos normalmente conseguiam sobreviver e amadurecer por apenas alguns meses. E isso representa uma janela extremamente pequena quando comparada ao desenvolvimento real do cérebro humano.
O grande problema estava no relógio biológico
Nosso cérebro não termina seu desenvolvimento nos primeiros meses depois do nascimento. O processo de maturação se estende por muitos anos e pode levar aproximadamente duas décadas.
Essa enorme diferença temporal criava uma barreira para os organoides.
Mesmo quando os modelos reproduziam satisfatoriamente determinadas características do tecido cerebral, eles ofereciam principalmente uma visão equivalente às etapas iniciais da vida.
Para pesquisadores interessados em compreender alterações que surgem posteriormente, isso era um obstáculo considerável.
Determinados transtornos do neurodesenvolvimento e doenças psiquiátricas, por exemplo, podem envolver processos celulares que aparecem ou se tornam relevantes muito depois das fases iniciais do desenvolvimento cerebral.
Era como possuir um filme extremamente detalhado, mas conseguir assistir apenas aos primeiros minutos.
Prolongar a vida desses tecidos também não era simplesmente uma questão de esperar.
Os experimentos enfrentavam grande variabilidade entre diferentes lotes de organoides. Além disso, algumas das células mais delicadas e importantes, incluindo neurônios, acabavam morrendo prematuramente.
Foi justamente esse limite que a equipe liderada pela bióloga Paola Arlotta, da Universidade de Harvard, decidiu enfrentar.
Os ‘minicérebros’ continuaram amadurecendo durante quase seis anos
Financiados pelos Institutos Nacionais de Saúde dos Estados Unidos (NIH), Arlotta e seus colegas conseguiram manter organoides cerebrais vivos e em processo contínuo de maturação por quase seis anos.
Os resultados foram publicados na revista científica Nature e representam uma mudança importante na capacidade de estudar o desenvolvimento cerebral humano em laboratório.
A equipe não começou do zero.
Em trabalhos anteriores, os pesquisadores já haviam criado um método para produzir organoides do córtex cerebral a partir de células-tronco com uma composição celular mais consistente. Isso ajudava a reduzir um dos grandes problemas enfrentados pela área: diferenças excessivas entre modelos produzidos separadamente.
Ainda faltava, porém, vencer a barreira do tempo.
Para isso, os pesquisadores passaram a cultivar o tecido em um fluido especialmente desenvolvido para melhorar suas condições de manutenção e aumentar sua atividade.
O resultado foi muito além dos poucos meses normalmente disponíveis para esse tipo de experimento.
Ao permanecerem vivos durante anos, os tecidos continuaram apresentando processos de maturação, oferecendo aos cientistas uma oportunidade incomum de observar etapas do desenvolvimento que anteriormente eram praticamente inacessíveis em modelos laboratoriais.
Por que manter um tecido vivo por anos pode mudar a neurologia
O avanço não significa que os pesquisadores tenham criado cérebros humanos completos dentro de placas de laboratório.
Os organoides continuam sendo modelos simplificados e não reproduzem toda a complexidade estrutural, vascular e funcional de um cérebro real.
Sua importância está justamente em outro ponto.
Quanto maior for a capacidade de acompanhar essas células ao longo do tempo, mais oportunidades surgem para investigar como determinadas alterações aparecem e evoluem.
Isso pode ser particularmente valioso para estudar condições neurológicas, transtornos do neurodesenvolvimento e doenças psiquiátricas cuja origem envolve processos que se desenrolam durante períodos prolongados.
Os cientistas podem, por exemplo, comparar tecidos produzidos a partir de diferentes células, observar mudanças moleculares e celulares e investigar em qual etapa determinada trajetória começa a se desviar do desenvolvimento esperado.
No futuro, modelos mais duradouros também poderão contribuir para avaliar potenciais tratamentos em fases de maturação que anteriormente não podiam ser reproduzidas.
O salto realizado pela equipe de Harvard, portanto, não está apenas no tamanho ou na complexidade desses “minicérebros”.
Está no tempo.
Pela primeira vez, uma ferramenta que antes oferecia aos pesquisadores apenas uma fotografia dos primeiros momentos do desenvolvimento cerebral começa a se transformar em uma história muito mais longa.
E, quando o objeto de estudo é um órgão que leva décadas para amadurecer, ganhar anos dentro do laboratório pode significar enxergar fenômenos que a ciência simplesmente não conseguia alcançar.
[Fonte: ABC]
