Minicérebro criado em laboratório consegue contrair músculos

(dr) MRC Laboratory of Molecular Biology

Cientistas criaram em laboratório um minicérebro que se conectou espontaneamente à medula espinal de uma cobaia. O organóide foi também o primeiro da história a iniciar o movimento muscular.

Composto por cerca de dois milhões de neurónios, o organóide é semelhante ao cérebro fetal humano entre as 12 e as 13 semanas. Nesse estágio, não é complexo o suficiente para ter pensamentos, sentimentos ou consciência, mas também não é totalmente inerte.

Quando colocado ao lado de um pedaço de medula espinal e de um pedaço de tecido muscular de um rato de laboratório, a “bolha de células cerebrais humanas”, do tamanho de uma ervilha, enviou os seus longos tentáculos para “visitar” os vizinhos.

Através de microscopia ao vivo de longo prazo, os cientistas conseguiram observar de que forma o minicérebro se conectou espontaneamente à medula espinal e ao tecido muscular próximos. O artigo científico com as descobertas foi publicado recentemente na Nature Neuroscience.

Após duas a três semanas de cultura conjunta, os cientistas observaram densos axónios do organóide a “chatear” a medula espinal do rato. As sinapses eram visíveis entre os axónios humanos e os neurónios da medula espinal do animal.

Os minicérebros foram também as primeiras amostras a iniciar o movimento muscular, tarefa realizada pelos neurónios motores nos nossos próprios cérebros. Os cientistas observaram contrações musculares visíveis e controladas. Além disso, ao estimular um dos setores do axónio, a equipa foi capaz de provocar uma contração muscular robusta.

Os organóides cerebrais são uma das melhores ferramentas que os cientistas dispõem para entender o desenvolvimento de doenças que afetam o cérebro humano. No entanto, cultivá-los além de um certo estágio é um desafio.

Atualmente, a maioria dos organóides cerebrais é criada a partir de células estaminais humanas que se organizam espontaneamente nas estruturas e camadas necessárias para o desenvolvimento inicial do cérebro. O problema é que, quando esse “aglomerado de células” chega a um certo tamanho, o meio fica privado de nutrientes e oxigénio, deixando de ser útil.

Esta investigação foi uma das primeiras a superar este limite. Ao fatiar os organóides e ao colocá-los numa membrana porosa, os cientistas garantiram que os seus minicérebros conseguiam, simultaneamente, usar o ar acima e absorver os nutrientes abaixo, permanecendo saudáveis ​​depois de um ano dentro das placas de Petri.

Apesar de estes minicérebros serem mais sofisticados do que os anteriores, ainda são extremamente pequenos e estão longe da complexidade total dos seus “gémeos” humanos. Ainda assim, os cientistas estão esperançosos de que o sucesso de sua nova abordagem nos permita modelar doenças cerebrais em maior detalhe.

“Esta técnica abre a porta para o estudo das condições do neurodesenvolvimento do corpo caloso, dos desequilíbrios dos circuitos neuronais vistos na epilepsia e de outros defeitos nos quais a conectividade desempenha um papel, como no autismo e na esquizofrenia“, escreveram os investigadores.

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