Minicérebros humanos fazem crescer os próprios vasos sanguíneos em laboratório

UC Davis Institute for Regenerative Cures

Os cientistas criaram, já faz uns anos, “mini cérebros” chamados de organoides neurais ou esferoides corticais. Agora, eles estão começando a sangrar.

No começo, eram formados apenas de células-tronco, coagidas quimicamente a se transformarem em protoneurônios. Ainda assim, foram úteis para estudar certos distúrbios cerebrais, como a microcefalia causada pelo vírus Zika.

Então, esses “mini cérebros” começaram a crescer. As esferas simples amadureceram em estruturas 3D, fundindo-se e provocando eletricidade. Quanto mais “reais” se tornavam, mais úteis eram para estudar comportamentos complexos e doenças neurológicas além do alcance de modelos animais. Agora, em seu ato mais humano até o momento, cresceram seus próprios vasos sanguíneos.

Os organoides neurais não se assemelham nem remotamente a cérebros adultos; equivalem ao estágio de organização de tecidos do segundo trimestre de desenvolvimento do órgão.

Mas são muito bons para estudo, especialmente se tiverem seu próprio suprimento de sangue. O sangue carrega oxigênio e nutrientes, permitindo que as bolas cerebrais cresçam em redes complexas de tecidos, que médicos podem um dia usar para fortalecer neurônios defeituosos de pacientes.

“A ideia geral com esses organoides é um dia ser capaz de desenvolver uma estrutura cerebral que o paciente tenha perdido com suas próprias células”, disse Ben Waldau, neurocirurgião vascular da Universidade da Califórnia em Davis (EUA).

Na semana passada, o grupo de pesquisa liderado por Waldau publicou os primeiros resultados de organoides neurais humanos vascularizados.

O novo estudo

Usando células da membrana retiradas do cérebro de um de seus pacientes durante uma cirurgia de rotina, a equipe de Waldau as persuadiu a se tornar células-tronco e células endoteliais que revestem os vasos sanguíneos. As células-tronco se tornaram um “mini cérebro”, incubado em uma matriz de gel revestida com as células endoteliais.

Depois de três semanas, os cientistas pegaram um único organoide neural e o transplantaram em uma cavidade no cérebro de um rato. Duas semanas depois, o organoide estava vivo e tinha crescido vasos sanguíneos que penetravam até as camadas internas do cérebro do animal.

Waldau teve essa ideia ao tratar uma doença rara chamada doença de Moyamoya. Os pacientes com essa condição têm artérias bloqueadas na base do cérebro, impedindo que o sangue atinja o resto do órgão.

“Às vezes, colocamos a artéria de um paciente no topo do seu cérebro para fazer vasos sanguíneos começarem a crescer”, explica Waldau. “Quando replicamos esse processo em uma escala miniaturizada, vimos esses vasos se automontarem”.

Embora não tenha ficado claro neste experimento se o sangue do rato estava percorrendo os vasos, os cientistas confirmaram que os próprios vasos sanguíneos eram compostos de células humanas.

Outros grupos de pesquisa já transplantaram com sucesso organoides humanos no cérebro de camundongos, mas apenas vasos sanguíneos do roedor cresceram espontaneamente no tecido transplantado.

Até onde podemos ir

A vantagem dos “mini cérebros” produzirem seus próprios vasos sanguíneos é que eles podem viver muito mais tempo conectados a bombas microfluídicas, sem necessidade de roedores. Isso pode dar a eles uma chance de realmente amadurecerem em um complexo órgão computacional. A dificuldade será colocar essas células em circuitos que podem receber e processar informações.

Mas isso também levanta questões éticas, obviamente: quão complexos esses “mini cérebros” precisam ficar até que a sociedade tenha que fornecer-lhes algum tipo de proteção especial? Se um organoide cerebral vem de suas células, você é seu guardião legal? Uma “esfera cerebral” pode dar seu consentimento para ser estudada?

Na semana passada, os Institutos Nacionais da Saúde (NIH) dos EUA convocaram um painel para discutir algumas dessas questões. Dirigindo-se a uma sala cheia de neurocientistas, médicos e filósofos, Walter Koroshetz, diretor do Instituto Nacional de Distúrbios Neurológicos e Derrames do NIH, afirmou que a hora de envolver o público era agora, mesmo que a tecnologia leve um século para se tornar realidade.

“A questão aqui é: à medida que essas células se juntam para formar unidades de processamento de informações, quando elas chegarão ao ponto em que são tão boas quanto o que fazemos agora em um rato? E quando irão além disso, para o processamento de informação que só vemos em um humano? E que tipo de processamento de informação seria o ponto em que diríamos ‘Acho que não devemos ir até lá’”?, questionou Koroshetz.

Essas questões são interessantes, mas supõem que os neurocientistas sequer são capazes de reconhecer a consciência em um organoide se a virem. A biologia ainda precisa estabelecer uma teoria da consciência em humanos, quanto mais medi-la em uma esfera de células cerebrais. O caminho pela frente é certamente longo.

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