REINALDO JOSÉ LOPES
FOLHAPRESS
Os chamados organoides cerebrais, “minicérebros” criados em laboratório, são capazes de continuar funcionando por mais de cinco anos e recapitulam diversos passos do desenvolvimento do sistema nervoso de um ser humano, do fim da gestação até os primeiros meses de vida, de acordo com uma nova pesquisa.
Vale dizer que não há sinais de que os organoides, estudados por pesquisadores nos Estados Unidos e em diferentes países europeus, tenham qualquer tipo de consciência -a começar pelo seu tamanho diminuto e estrutura simplificada, com apenas algumas dezenas de milhares de células. (Para comparação, um bebê recém-nascido já vem ao mundo com 100 bilhões de células cerebrais.)
Ainda assim, as estruturas estudadas pela equipe, que tem como coordenadora Paola Arlotta, do Departamento de Células-Tronco e Biologia Regenerativa da Universidade Harvard, impressionam pela lista de semelhanças moleculares com as diferentes etapas do amadurecimento do cérebro. E é por isso que, para os autores do estudo, eles são uma das principais apostas para estudar os mecanismos básicos que governam a formação do órgão e, talvez, enfrentar os problemas que podem acometê-lo.
Arlotta e seus colegas descrevem as descobertas com os “minicérebros” longevos em artigo que saiu nesta quarta-feira (18) na revista científica Nature. Em parte, o grande marco da pesquisa tem a ver com o tempo de duração dos organoides cerebrais -eles citam um trabalho anterior que os acompanhou por 694 dias, ou menos de dois anos.
Um detalhe ainda mais importante da abordagem, porém, foi conseguir acompanhar as mudanças moleculares em células individuais dos organoides, quase como se os cientistas fossem capazes de tirar fotografias de uma criança mês a mês e observar seu desenvolvimento ao longo do tempo.
Para montar esse “filme”, a equipe de Harvard e seus colegas adotaram duas ferramentas principais. A primeira é a análise da expressão (grosso modo, padrão de ativação e desativação) do material genético das células do sistema nervoso, por meio da produção de moléculas de RNA mensageiro.
São essas moléculas que carregam a informação genética armazenada no DNA para o sistema de produção de proteínas da célula, desencadeando assim as principais funções do organismo. Portanto, quanto mais RNA mensageiro correspondente a um certo trecho do DNA, mais esse gene está ativo.
Outra forma de enxergar esse padrão e desativação é o das modificações epigenéticas. “Epi” é a preposição “sobre, em cima” na língua grega (presente, por exemplo, na palavra “epiderme”, a parte mais externa da pele). E o significado da palavra é mesmo esse: as alterações epigenéticas equivalem a moléculas que ficam dispostas “por cima” do DNA. Dependendo da disposição delas no material genético, ele pode ficar mais ou menos ativo.
Juntas, essas informações ajudam a entender o processo de diferenciação celular, pelo qual as células “primitivas” de um embrião, ainda dotadas de uma versatilidade imensa -já que podem dar origem às células dos ossos, do coração, do cérebro etc.- vão se multiplicando e adquirindo funções mais específicas.
Isso também vale dentro dos órgãos, já que eles costumam ser compostos de diferentes tipos celulares cuja ação se combina para dar origem a um órgão funcional. Trata-se de algo ainda mais importante no caso do cérebro humano, considerando que ele é um órgão de maturação extremamente lenta se comparado ao da maioria dos animais.
Isso significa que, ao longo da gestação e dos anos da infância e da adolescência, a multiplicação e a especialização de diferentes tipos de células cerebrais continuam, bem como a formação ou a “poda” de conexões entre elas. Esses eventos se refletem nos padrões de expressão gênica -os que são mapeáveis via RNA- e nos padrões epigenéticos.
As análises moleculares conduzidas no estudo de Arlotta e seus colegas mostraram que esse processo acontece nos organoides cerebrais de forma bastante semelhante ao do desenvolvimento de fetos (a fase pré-natal) e crianças pequenas (a fase pós-natal) da nossa espécie. É como se a interação entre as células contasse com um relógio interno, cujo “tique-taque” natural faz com que elas sigam os passos de divisão celular e amadurecimento que deveriam acontecer caso elas estivessem vivendo dentro de um cérebro de verdade.
A equipe também parece ter dado um passo importante, do ponto de vista técnico, para superar uma limitação que afetava o cultivo de muitos organoides cerebrais até agora. Nesses trabalhos anteriores, justamente a presença de neurônios funcionais dentro dos “minicérebros” é que tendia a cair bastante com o tempo. (Grande parte das células cerebrais não corresponde a neurônios -existem vários outros tipos celulares no cérebro, muitos dos quais envolvidos nos “serviços de manutenção” do órgão.)
Técnicas desenvolvidas pela equipe da Universidade Harvard contornaram esse problema, evitando, por exemplo, o acúmulo de amônia nos organoides, o que levou a uma maior presença de neurônios capazes de formar conexões e disparar impulsos elétricos dentro dos “minicérebros”. A perspectiva, portanto, é que eles se tornem modelos cada vez melhores do desenvolvimento cerebral.
