Minúsculos cérebros cultivados em laboratório germinam olhos humanos rudimentares e funcionais que podem ver a luz

Mini cérebro desenvolvido em laboratório

Gabriel et al., Stem Cell, 2021Organóides cerebrais apenas 60 dias após a introdução das células-tronco.

Pela primeira vez na história, centenas de organóides cerebrais cultivados em placas de Petri a partir de células-tronco humanas doadas geraram pares de olhos simétricos. Essas estruturas rudimentares podem não apenas sentir a luz ao seu redor, mas enviar esses sinais para o resto do organoide. O impacto dessa descoberta é estonteante, para dizer o mínimo.

Conforme publicado na revista Cell Stem Cell , o estudo detalhou o quão importantes esses resultados podem ser.

“Esses organóides podem ajudar a estudar as interações cérebro-olho durante o desenvolvimento do embrião, modelar distúrbios retinais congênitos e gerar tipos de células retinais específicas do paciente para testes de drogas personalizados e terapias de transplante”, disse Jay Gopalakrishnan, autor sênior do estudo.

O processo de fazer organóides cerebrais desenvolvidos em laboratório gerarem estruturas sensoriais sensíveis à luz que espelham as nossas foi realizado por pesquisadores do Hospital Universitário de Düsseldorf, na Alemanha, de acordo com o New Atlas .

Desenvolvimento de cérebro criado em laboratório

Gabriel et al., Stem Cell, 2021As células-tronco se formaram visivelmente em células cerebrais no dia 30, e amadureceram em um cérebro minúsculo no dia 50.

Nos últimos anos, os especialistas deram passos enormes na compreensão do cérebro humano. Em um testamento de quão realmente complexo é, no entanto, nosso conhecimento de como o cérebro funciona permanece ofuscado por questões compostas. Como tal, os próprios cientistas começaram a cultivar esses órgãos – para estudá-los de forma abrangente.

No passado, os cientistas geralmente usavam essas bolhas do tamanho de grãos de pimenta para pesquisar o desenvolvimento do cérebro, como as drogas afetam o órgão e as origens de várias doenças.

Os cérebros cultivados em laboratório são essencialmente feitos de células de pele humana doadas, que são então submetidas a engenharia reversa em células-tronco e introduzidas em culturas baseadas em placas de Petri, imitando o ambiente de um cérebro em desenvolvimento. Nesse caso, os especialistas adicionaram copos óticos a esses organóides cerebrais – e viram nas amostras brotar um par de olhos.

As células-tronco na cultura da placa de Petri visivelmente evoluíram para células cerebrais em 30 dias e amadureceram em cérebros minúsculos com estruturas oculares rudimentares no 50º dia. Embora essa conquista tenha refletido o período de desenvolvimento dos olhos no embrião humano, o resultado mais surpreendente foi que esses olhos puderam realmente ver.

Cérebro desenvolvido em laboratório após um mês

Gabriel et al., Stem Cell, 2021Organóides do cérebro após um mês de desenvolvimento.

A equipe de pesquisa usou quatro doadores voluntários e adultos para criar 314 organóides cerebrais em 16 lotes e descobriu que impressionantes 72% deles formaram os copos ópticos. Surpreendentemente, isso rendeu 226 cérebros com olhos simétricos. Tudo brotou na frente, onde nossos nervos ópticos encontram nossas retinas.

Esses pares primitivos mantinham uma ampla variedade de tipos de células da retina e formaram redes neurais que eram capazes de se comunicar com o cérebro, assim como as nossas. Gopalakrishnan acrescentou que nossos cérebros de mamíferos instruem as fibras nervosas na retina para “se conectarem com seus alvos cerebrais”, e que isso nunca foi estudado in vitro antes.

“Nosso trabalho destaca a notável capacidade dos organóides cerebrais de gerar estruturas sensoriais primárias que são sensíveis à luz e abrigam tipos de células semelhantes aos encontrados no corpo”, disse Gopalakrishnan.

Esta façanha em particular pode permitir que os cientistas se concentrem no crescimento do olho nascente dentro do embrião e potencialmente melhorar os diagnósticos relacionados aos olhos.

Quanto a qualquer preocupação com o crescimento da consciência humana nas sombras, nenhum desses tecidos cerebrais rudimentares tem qualquer pensamento ou emoção – visto que os organoides carecem de um córtex pré-frontal. De acordo com o Science Alert , o objetivo principal atualmente é observar o desenvolvimento sem exigir que o cérebro de uma pessoa viva o faça.

Desenvolvimento dos olhos organoides do cérebro

Gabriel et al., Stem Cell, 2021De “células-tronco pluripotentes induzidas” (ou iPSCs) doadas voluntariamente até pares de olhos simétricos, o processo demorou poucas semanas.

“O desenvolvimento do olho é um processo complexo e compreendê-lo pode permitir sustentar a base molecular das doenças retinianas iniciais”, diz o estudo. “Assim, é crucial estudar as vesículas ópticas que são o primórdio do olho cuja extremidade proximal está ligada ao prosencéfalo, essencial para a formação adequada do olho.”

Do jeito que está, os pesquisadores estão focados em manter essas estruturas sensoriais intactas para pesquisar com mais clareza sua expectativa de vida e desenvolvimento. Depois de obter um controle bem informado sobre isso, parece que o próximo passo é encontrar terapias para transplante de olhos, novas soluções para doenças da retina e personalização de testes de drogas.

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