Pesquisadores criam minicérebros em laboratório

O pesquisador Stevens Rehen escolhe uma imagem  ampliada de célula para análise (Foto: Lécio A. Ramos)

Vilma Homero

É como uma volta no tempo: poder observar o que acontece no cérebro humano a partir de seus estágios iniciais de desenvolvimento. E, da mesma forma, tentar entender as alterações que levam a doenças como a esquizofrenia, ou à síndrome de Dravet, forma severa de epilepsia em crianças. A resposta para isso está nos minúsculos pontos esbranquiçados que repousam em um líquido rosado, no interior hermético de frascos de vidro. Chamados organoides cerebrais ou minicérebros, eles equivalem a protótipos do cérebro humano de um feto de três meses. A única diferença é que foram inteiramente produzidos em laboratório, mais precisamente no Instituto D'Or de Pesquisa e Ensino (Idor), em Botafogo, zona sul do Rio de Janeiro. 

Ali, a realidade parece além da ficção científica exibida no cinema. Tecnologias recentes estão contribuindo para mudar o foco de observação e compreender a origem de certas doenças, e a partir desse conhecimento buscar novas formas de tratamento. No centro de tudo isso estão os minicérebros, estruturas tridimensionais de apenas dois milímetros, que significam um incomensurável avanço para a medicina. Pesquisadores já haviam criado algumas outras estruturas do organismo, como réplicas do fígado e do intestino. Mas reproduzir o mais complexo órgão humano, o cérebro, só pôde ser feito em 2013, por cientistas austríacos. Usando técnica semelhante, a equipe coordenada pelo Cientista do Nosso Estado, da FAPERJ, Stevens Rehen, professor do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade Federal do Rio de Janeiro (ICB/UFRJ), está trabalhando para fazer avançar esses estudos, não apenas criando minicérebros, como também realizando pela primeira vez sua análise tridimensional. Com o projeto “Organoides cerebrais derivados de células-tronco de pluripotência induzida humanas para aplicação em bioengenharia e estudo de transtornos mentais”, que vem recebendo recursos da FAPERJ, um dos objetivos é oferecer novas opções de tratamento para doenças mentais, como a esquizofrenia.

O mestrando Yuri Lages segura frasco com organoides (Foto: Lécio Augusto Ramos)

Tudo começa com o uso do método de reprogramação celular. A partir de células da pele, ou da bexiga e da uretra eliminadas pela urina, é possível produzir células-tronco embrionárias ou pluripotentes, aquelas que são capazes de se transformar em tecido de qualquer órgão do corpo. A partir daí, o desafio seria o de criar células cerebrais. É exatamente o que faz a equipe de Rehen, integrada pela doutoranda Rafaela Satore, do ICB/UFRJ, pelo mestrando Yuri Lages, do Programa de Pós-Graduação em Ciências Morfológicas da UFRJ, e por Julia Paraguassu, aluna de Iniciação Científica (IC) da UFRJ. "Para isso, é preciso empregar as pistas corretas", explica Rehen. Com fatores de crescimento, hormônios e outras proteínas, os pesquisadores procuram repetir o que acontece no desenvolvimento normal do organismo humano. “Recebendo inúmeros estímulos, esse material – que é mantido em constante movimento nos frascos de vidro – se agrupa e cresce, transformando-se em pequenos organoides cerebrais ou minicérebros”, diz o pesquisador.

Outro detalhe importante, como enfatiza Rehen, é que o cultivo de neurônios humanos é feito em frascos de vidro e não em placas, como se faz habitualmente, o que possibilita criar o cultivo celular tridimensional, permitindo que as células se agrupem e se organizem tal como acontece em um cérebro humano. Durante todo o processo, que leva, pelo menos, dois meses para se completar, a equipe pode observar o movimento de segmentação, migração e diferenciação das células no curso de formação do córtex cerebral, como acontece no desenvolvimento embrionário normal.

Equipamento submete organoides a várias  análises (Foto: Lécio Augusto Ramos)

“Isso também possibilita estudar, em doenças do cérebro, em que momento o processo se altera e como se dá essa alteração”, diz Rehen. É a brecha para pesquisar a origem de doenças mentais. “Havia poucos modos de se pesquisar as bases moleculares e celulares de doenças como a esquizofrenia: ou isso era feito no cérebro de animais como camundongos, ou em cérebros pós-mortem, o que equivaleria ao estágio final da doença. Mesmo assim, não se podia saber como a doença havia começado. Com os organoides, observamos, em tempo real, eventuais alterações do desenvolvimento, da mesma forma que também podemos usar células de um paciente esquizofrênico, submetê-las a todo esse processo e verificar como – e se – ocorrem as transformações”, explica o neurocientista.

Tudo isso também dá margem para que, no futuro, se possam estabelecer alternativas de tratamento, a partir de uma triagem de combinações personalizadas de fármacos que se mostrem mais eficazes em cada um dos casos, o que pode ser feito num equipamento ultrassofisticado de visualização celular em 3D, acoplado a robôs de alta performance. “Como usamos células de pacientes para criar modelos celulares e submetê-los a todo esse processo, poderemos desenvolver uma medicina personalizada. É a medicina do futuro, que se torna a cada dia mais próxima.”