'Minicérebros' ficam vivos por 5 anos e quebram recorde em laboratório

Pesquisadores conseguiram manter minicérebros humanos vivos em laboratório por cerca de cinco anos, aproximadamente três vezes o recorde anterior. Durante esse período, os organoides continuaram a amadurecer e apresentaram características semelhantes a etapas do desenvolvimento cerebral humano.

O resultado foi obtido por uma equipe da Universidade Harvard e do Broad Institute, nos Estados Unidos, e publicado na última quarta-feira, 19, na revista Nature.

O que são os minicérebros

Os chamados organoides cerebrais são estruturas tridimensionais produzidas a partir de células humanas. Eles reproduzem algumas características do córtex, mas não equivalem a um cérebro completo e não possuem consciência.

No novo trabalho, cada organoide reunia mais de 1 milhão de células do córtex cerebral. Essas estruturas permitiram observar mudanças que normalmente seriam difíceis de acompanhar diretamente no cérebro humano.

Antes desse estudo, o recorde de sobrevivência para um modelo semelhante era de 694 dias, registrado em 2021 por pesquisadores de universidades dos Estados Unidos. A nova marca permite observar períodos muito mais longos de desenvolvimento.

Desenvolvimento continuou em laboratório

Para acompanhar as transformações, os pesquisadores analisaram 34 organoides em oito momentos diferentes, entre seis meses e cinco anos de cultivo.

Os dados foram comparados com pesquisas anteriores, formando uma base de aproximadamente 110 organoides e 425 mil células individuais. A análise revelou uma sequência de mudanças moleculares semelhante à observada durante a formação do cérebro humano.

Um dos indicadores utilizados foi a metilação do DNA, processo químico relacionado à ativação ou ao bloqueio de genes. Como essas alterações acompanham etapas do desenvolvimento, elas funcionam como uma espécie de marcador temporal.

Os pesquisadores também combinaram células de diferentes idades em uma mesma estrutura. Quando receberam estímulos para formar novos neurônios, as mais jovens seguiram etapas iniciais, enquanto as antigas avançaram para estágios mais maduros.

• Como minicérebros podem revelar quais tratamentos funcionam no Alzheimer

Como os organoides foram mantidos vivos

A produção começou com células obtidas de um doador humano. Elas foram reprogramadas para se transformar em células-tronco pluripotentes, capazes de originar diferentes tecidos. Depois, sinais químicos direcionaram o desenvolvimento para células cerebrais. Em condições específicas, elas se organizaram em estruturas tridimensionais semelhantes a partes do córtex.

Manter esses modelos por tantos anos exigiu mudanças no cultivo. Os pesquisadores utilizaram um meio líquido que estimulava a atividade elétrica dos neurônios e acrescentaram aminoácidos para fornecer uma fonte adicional de energia.

Após nove meses, os organoides mantidos nessas condições apresentavam mais neurônios e conexões mais densas. Depois de um ano, todos mostravam intensa atividade elétrica, que pôde ser registrada por até dois anos.

• Cientistas descobrem que o 'código' do cérebro é mais dinâmico do que se imaginava

O que o estudo pode permitir

A principal contribuição do trabalho está na possibilidade de acompanhar fases mais avançadas do desenvolvimento cerebral. Até agora, a curta duração dos cultivos limitava esse tipo de investigação.

Os pesquisadores esperam usar os modelos para estudar a formação do cérebro e alterações associadas a doenças neurológicas. A técnica também poderá auxiliar em testes de medicamentos e na comparação de respostas entre indivíduos.

Apesar do avanço, os organoides ainda apresentam limitações importantes. Eles não possuem vasos sanguíneos, sistema imunológico, hormônios nem a interação com outros órgãos existente no corpo humano.

Por isso, os cientistas agora buscam entender como aproveitar o longo período de sobrevivência sem precisar esperar anos para observar cada etapa. O objetivo é acelerar os processos e ampliar o uso desses modelos em pesquisas sobre o cérebro humano.