Camundongos com cérebro aprimorado por neurônios humanos abrem novas frentes para pesquisa neurológica
Em um avanço que redefine os limites da neurociência, cientistas da Universidade Stanford anunciaram a criação de camundongos cujos cérebros abrigam milhões de neurônios humanos. O objetivo é lançar luz sobre as complexidades de distúrbios cerebrais devastadores, como esquizofrenia e autismo, que afetam milhões de pessoas em todo o mundo. A pesquisa, detalhada na renomada revista Nature, representa um salto notável na capacidade de replicar a intrincada arquitetura cerebral humana fora do corpo humano.
A iniciativa, liderada pelo neurocientista Sergiu Pașca, busca superar as limitações dos modelos animais tradicionais e dos organoides cerebrais. Enquanto os camundongos oferecem cérebros complexos e são cobaias valiosas, suas semelhanças com o cérebro humano são limitadas em tamanho e organização. Já os organoides, embora úteis para observar estágios iniciais do desenvolvimento, não replicam a vascularização e a interação com o ambiente externo.
Pașca e sua equipe consultaram especialistas em ética ao longo do processo, monitorando de perto o comportamento dos animais. Até o momento, os camundongos com cérebros parcialmente compostos por células humanas exibem comportamentos indistinguíveis dos seus pares sem o aprimoramento, não demonstrando traços de cognição humana. “Não seria possível perceber a diferença”, afirma Pașca, ecoando o consenso de outros especialistas que não participaram do estudo.
Uma nova abordagem para a complexidade cerebral
O cérebro humano, com seus cerca de 80 bilhões de neurônios e trilhões de conexões, é um dos sistemas mais complexos conhecidos. Acredita-se que falhas nessas redes neurais sejam a causa de transtornos neuropsiquiátricos. Para contornar as dificuldades em estudar essas falhas, os pesquisadores desenvolveram uma estratégia engenhosa. Eles modificaram geneticamente camundongos para que partes de seus cérebros, especificamente o córtex — a região associada à cognição superior e à linguagem —, não se desenvolvessem.
Em seguida, os cientistas cultivaram organoides cerebrais a partir de células da pele de voluntários humanos. Esses organoides, compostos por neurônios do córtex humano, foram então implantados nos espaços vazios dos cérebros dos camundongos geneticamente modificados. Os animais foram previamente modificados para não possuírem sistema imunológico, evitando a rejeição do tecido humano. Os organoides prosperaram, nutrindo-se do fluido craniano e eventualmente se conectando aos vasos sanguíneos do camundongo.
A partir de algumas centenas de milhares de células iniciais, os neurônios humanos se multiplicaram para atingir a marca de 4 milhões. Essa conquista demonstra a viabilidade de criar um córtex predominantemente humano dentro de um camundongo, um feito que abre portas para investigações inéditas. “É uma grande prova de conceito”, comentou Hongkui Zeng, diretora de ciências do cérebro do Instituto Allen, que não participou do estudo.
Potencial para descobertas e desafios éticos
Embora as células humanas ainda estivessem imaturas, semelhantes às encontradas em fetos humanos no terceiro trimestre, elas conseguiram estabelecer conexões com o cérebro do camundongo e se tornaram ativas. Testes cognitivos e observações comportamentais revelaram que os camundongos com cérebros aprimorados por neurônios humanos apresentaram desempenho semelhante aos camundongos comuns em tarefas de memória e outras funções cognitivas.
No entanto, a verdadeira utilidade desses animais reside em sua capacidade de simular distúrbios cerebrais humanos. Por exemplo, enquanto filhotes de camundongo geralmente não sofrem danos por falta de oxigênio, os camundongos geneticamente modificados com neurônios humanos apresentaram danos neurológicos após serem expostos a baixos níveis de oxigênio, replicando os efeitos observados em bebês humanos. Essa capacidade de mimetizar patologias específicas abre caminho para o estudo de tratamentos eficazes.
A pesquisa, que também visa o desenvolvimento de um medicamento para a síndrome de Timothy, uma forma rara de autismo profundo, está em fase de testes de segurança em animais e espera iniciar ensaios clínicos em breve. Contudo, a capacidade de integrar tecidos cerebrais humanos em animais de forma tão eficaz levanta questões éticas importantes sobre a supervisão e regulamentação de tais pesquisas, especialmente considerando a possibilidade de transplantes em animais com cérebros maiores, como porcos ou macacos.
As informações foram reunidas a partir de dados divulgados pelo The New York Times.
