Existe um problema difícil de contornar quando tentamos entender o cérebro humano: algumas das mudanças mais importantes acontecem lentamente, ao longo de anos, enquanto os pesquisadores só conseguem observar pequenos recortes desse processo. Um novo estudo encontrou uma maneira de ampliar drasticamente essa janela. O resultado permite acompanhar células cerebrais humanas durante uma escala de tempo que, até pouco tempo atrás, parecia praticamente inacessível em laboratório.
O desafio era fazer o cérebro continuar mudando
O cérebro humano leva muitos anos para atingir sua maturidade completa. Observar esse processo diretamente, entretanto, é praticamente impossível. Não seria viável acompanhar durante décadas as transformações do tecido cerebral de uma pessoa viva apenas para entender como cada etapa acontece.
Por isso, cientistas recorrem aos organoides cerebrais, estruturas produzidas em laboratório a partir de células humanas. Eles não são cérebros em miniatura completos e não possuem toda a complexidade de um órgão humano. Ainda assim, conseguem reproduzir determinados tipos de células, padrões de atividade genética e etapas do desenvolvimento cerebral.
O grande obstáculo sempre foi o tempo.
Os organoides costumavam reproduzir principalmente fases relativamente precoces do desenvolvimento. Depois de algum período, neurônios e outras células começavam a perder suas características e a deteriorar-se.
Agora, uma equipe liderada por pesquisadoras da Universidade Harvard desenvolveu condições de cultivo capazes de manter esses modelos vivos e em desenvolvimento durante até cinco anos.
Mais importante do que simplesmente mantê-los vivos é o que acontece enquanto o tempo passa.
Os pesquisadores observaram que as células continuam apresentando mudanças relacionadas à maturação. Análises de marcas epigenéticas — alterações químicas associadas à atividade do DNA — indicaram que os organoides mantêm uma espécie de cronologia biológica.
Isso abre uma possibilidade inédita: acompanhar em laboratório transformações que anteriormente desapareciam antes que os cientistas conseguissem observá-las.
As células mais jovens esconderam uma pista
O estudo revelou outro detalhe particularmente interessante.
Os pesquisadores colocaram no mesmo organoide células cerebrais em diferentes estágios de desenvolvimento. A expectativa seria que cada grupo continuasse seguindo aproximadamente seu próprio ritmo.
Mas não foi exatamente isso que aconteceu.
Quando algumas células mais maduras entraram em contato com células mais jovens, elas aparentemente receberam sinais capazes de alterar seu comportamento. Em determinados casos, começaram a produzir novos tipos de neurônios em uma velocidade muito maior do que a esperada.
O fenômeno chamou atenção porque algumas etapas que normalmente levariam meses para acontecer foram observadas em aproximadamente duas semanas.
A descoberta não significa que os cientistas já tenham encontrado uma maneira de acelerar o desenvolvimento do cérebro humano. Ainda é necessário descobrir exatamente quais sinais estão sendo transmitidos entre as células e como eles provocam essas mudanças.
Mas o resultado levanta uma pergunta importante: será que células jovens carregam instruções capazes de influenciar ou reprogramar o ritmo de desenvolvimento de células mais maduras?
Responder a isso pode abrir novas linhas de pesquisa sobre formação neuronal e maturação cerebral.
O que esses minicérebros podem revelar sobre doenças
A doença de Huntington é um exemplo. Uma pessoa pode carregar desde o nascimento a alteração genética responsável pela doença e permanecer aparentemente saudável durante décadas. Os sintomas aparecem mais tarde, mas isso não significa que o processo biológico só tenha começado naquele momento.
Com organoides capazes de permanecer em desenvolvimento durante anos, os pesquisadores podem tentar observar essas alterações muito antes de elas se manifestarem clinicamente.
A mesma estratégia poderá ser explorada no estudo de determinadas formas de epilepsia, transtornos psiquiátricos e doenças neurodegenerativas.
Para chegar a essas conclusões, a equipe analisou mais de 424 mil células provenientes de 110 organoides. Os dados também deverão ser disponibilizados para outros pesquisadores, permitindo que diferentes grupos investiguem os mesmos modelos e resultados.
Ainda existem limitações importantes. Esses organoides continuam muito distantes da complexidade de um cérebro humano completo. Eles não reproduzem perfeitamente todas as conexões, estruturas e interações existentes dentro de uma pessoa.
Mesmo assim, o avanço resolve uma barreira fundamental da pesquisa cerebral.
Pela primeira vez, os cientistas conseguem observar um modelo de tecido cerebral humano continuar amadurecendo e envelhecendo durante anos dentro do laboratório. E, nesse caso, o mais importante talvez não seja o que os pesquisadores já descobriram, mas o que finalmente poderão começar a enxergar.
