Os experimentos únicos de cientistas de Stanford mostraram que os neurônios humanos estão perfeitamente integrados ao cérebro de um animal, o que nos permite estudar com muito mais detalhes os fundamentos dos distúrbios do neurodesenvolvimento em humanos. Estudar a natureza da doença em um organismo vivo em um estágio muito inicial da vida fornecerá pistas para muitos distúrbios neuropsiquiátricos.
Na primeira fase dos experimentos, os cientistas cultivaram organelas cerebrais a partir de células da pele humana. No total, eles conseguiram criar mais de dez tipos de organoides representando diferentes partes do cérebro. O estudo dessas organelas em uma placa de Petri permite encontrar respostas para algumas perguntas sobre a natureza e o desenvolvimento de uma determinada doença, mas somente no ambiente natural - o cérebro - é possível observar o quadro real da doença.
Para isso, os cientistas implantaram organoides em ratos recém-nascidos, cujo cérebro ainda está se desenvolvendo muito ativamente. Eles foram colocados no mesmo lugar no cérebro para tornar o desenvolvimento mais fácil de controlar.
Outras observações mostraram que as organelas humanas estavam perfeitamente integradas ao cérebro de ratos, formando conexões neurais complexas com circuitos locais. Seis meses depois, eles forneceram cerca de um terço do hemisfério do cérebro, onde foram originalmente introduzidos. Os neurônios humanos estabeleceram contatos diretos, por exemplo, com o tálamo, responsável pela transmissão de sinais sensoriais.
Síndrome de Timóteo
Os testes do novo modelo começaram a ser estudados a partir do exemplo da síndrome de Timothy, uma doença genética rara que está intimamente associada ao autismo e à epilepsia. Organoides de um paciente com síndrome de Timothy foram transplantados para um hemisfério do cérebro do animal, e um organoide de uma pessoa saudável foi transplantado para o outro. Após cerca de 5-6 meses, os cientistas notaram diferenças significativas entre a atividade elétrica dos dois hemisférios.
Por exemplo, eles notaram que os neurônios no hemisfério da síndrome de Timothy eram muito menores e não tinham dendritos para se comunicar com as células vizinhas.
“Ao estudar as organelas em uma placa de Petri, aprendemos muito sobre a doença, mas só agora conseguimos ver as diferenças associadas à atividade neural”, comentou Sergiu Pasca, autor do trabalho. Experimentos semelhantes estão agora planejados para estudar autismo, esquizofrenia e outros distúrbios, a fim de entender melhor sua natureza.
Manipulação de comportamento
Em outros experimentos, organelas humanas foram criadas de tal forma que os neurônios respondiam a uma certa frequência de radiação de laser azul. Vários tipos de "treinamento" logo resultaram na exposição à luz azul no cérebro para estimular rapidamente os neurônios e promover o comportamento desejado dos animais. Nesse caso, os cientistas associaram flashes de luz azul ao acesso à água.
Esses resultados comprovam a complexidade da plataforma criada, que agora pode ser utilizada em várias direções. Em primeiro lugar, os cientistas planejam usá-lo para estudar os primórdios dos distúrbios neuropsiquiátricos, bem como para testar novos medicamentos.
Enquanto isso, outra equipe de pesquisadores trabalhou com neurônios em uma placa de Petri e os ensinou a jogar o jogo de computador Pong. Seu modelo complexo também foi desenvolvido para estudar doenças neurológicas.
2022-10-20 05:28:30
Autor: Vitalii Babkin