NA, 02/01/2023
Por Michael Irving
Cérebros humanos em miniatura, cultivados a partir de células-tronco e implantados em camundongos vivos, demonstraram pela primeira vez que respondem às coisas que os camundongos estavam vendo. Os cientistas puderam observar as respostas em tempo real graças a eletrodos de grafeno especializados.
Nos últimos anos, os cientistas descobriram uma maneira de reverter as células da pele adulta em um estado imaturo que pode ser persuadido a formar quase qualquer outro tipo de célula no corpo. Essas células-tronco pluripotentes induzidas podem ser usadas para fazer versões minúsculas, mas funcionais, de órgãos, chamados organoides, em laboratório.
Como são uma representação tridimensional mais natural da coisa real, os organoides podem ser usados para modelar o desenvolvimento de doenças e respostas a medicamentos que são muito mais precisos do que usar culturas planas de células em um prato. Ao longo dos anos, os cientistas conseguiram desenvolver miniversões de cérebros, corações, pulmões, fígados, rins, estômagos, olhos, pâncreas e até vasos sanguíneos e folículos pilosos.
Em outubro passado, uma equipe de Stanford implantou organoides cerebrais humanos em ratos pela primeira vez e descobriu que as células humanas formavam conexões com os neurônios dos ratos. No novo estudo, cientistas da Universidade da Califórnia (UC) em San Diego desenvolveram esse trabalho, mostrando que os organoides do cérebro humano implantados em camundongos eram capazes de responder a estímulos.
Anteriormente, isso era difícil de ver porque a atividade cerebral envolvida dura apenas alguns milissegundos, o que a tecnologia existente tem dificuldade em capturar. Assim, a equipe da UC San Diego combinou duas técnicas experimentais para obter imagens das células cerebrais.
Primeiro, eles colocaram uma série de eletrodos de grafeno transparentes sobre os organoides transplantados. Esses dispositivos permitiram que a equipe registrasse a atividade neural elétrica que ocorre nas células do cérebro humano e no tecido cerebral do rato ao redor. Em seguida, eles usaram microscopia de dois fótons para obter imagens dos cérebros e descobriram que os vasos sanguíneos do camundongo haviam crescido nos organoides, fornecendo-lhes oxigênio e nutrientes.
Três semanas após a implantação, os pesquisadores realizaram experimentos em que piscaram luz branca na frente dos camundongos e observaram as respostas das diferentes células cerebrais. E com certeza, os eletrodos de grafeno mostraram sinais claros de picos elétricos, propagando-se a partir do córtex visual. Isso mostrou que os organoides humanos haviam feito conexões sinápticas com o tecido cerebral do camundongo circundante. Ao longo de 11 semanas de experimentos de acompanhamento, a equipe mostrou que os implantes foram cada vez mais integrados funcionalmente ao hospedeiro.
“Nenhum outro estudo foi capaz de registrar opticamente e eletricamente ao mesmo tempo”, disse Madison Wilson, primeiro autor do estudo. “Nossos experimentos revelam que estímulos visuais evocam respostas eletrofisiológicas nos organoides, combinando com as respostas do córtex circundante”.
Em trabalhos futuros, a equipe planeja modelar a progressão da doença neurológica usando essa técnica, o que pode ajudar a desbloquear novos tratamentos em potencial.
A pesquisa foi publicada na revista Nature Communications.
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Fonte:https://newatlas.com/biology/mini-human-brains-implanted-mice-respond-light/
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