Pesquisadores da Universidade de Cambridge desenvolveram minúsculos sistemas que imitam o cérebro e a medula espinhal humanos em laboratório. O modelo revelou que danos neurológicos antes considerados permanentes podem ser reversíveis sob condições experimentais.
Durante o desenvolvimento humano, neurônios formam redes complexas entre o cérebro e a medula espinhal através de axônios. Essas fibras nervosas permitem o envio de mensagens e o controle dos movimentos musculares, mas perdem capacidade de regeneração com o tempo.
Em estudo publicado na revista Cell Reports e divulgado pelo Science Daily, a equipe expandiu pesquisas anteriores com organoides cerebrais. Os cientistas criaram uma versão reduzida do sistema conectado de cérebro e medula espinhal humanos.
Os organoides foram mantidos fisicamente separados no laboratório. Os pesquisadores observaram axônios do tecido cerebral crescerem e se conectarem com o tecido da medula, formando um circuito neural funcional. O sistema desencadeou contrações em minúsculos agrupamentos de células musculares.
Os sistemas miniaturizados foram mantidos em laboratório por mais de um ano. Até aproximadamente o dia 150 de desenvolvimento, equivalente à metade da gestação, os axônios danificados ainda conseguiam se regenerar. Após esse ponto, a capacidade de regeneração caiu drasticamente.
George Gibbons, do Departamento de Neurociências Clínicas, explicou que neurônios de organoides menos maduros regeneravam fibras longas após lesões. Organoides mais maduros, porém, mostraram queda acentuada nessa capacidade.
A equipe analisou a atividade genética nos neurônios que conectam cérebro e medula espinhal. Uma rede de genes atua como interruptor biológico, limitando o crescimento dos axônios conforme os neurônios amadurecem e formam sinapses.
Ao bloquear reguladores-chave dessa rede, os pesquisadores conseguiram recuperar a capacidade de crescimento dos axônios. A equipe também identificou o linestrenol, medicamento hormonal aprovado para distúrbios menstruais, como candidato promissor para estimular a regeneração.
O Dr. András Lakatos, autor sênior do estudo, destacou que danos ao cérebro e à medula espinhal raramente permitem o recrescimento das fibras nervosas. O modelo desenvolvido sugere que esse bloqueio ocorre durante o desenvolvimento e pode ser revertido.
Lakatos ressaltou que o linestrenol pode não ser a solução definitiva, mas demonstra que é possível atingir diretamente os neurônios humanos para regenerar axônios. A descoberta abre caminho para futuras pesquisas e tratamentos.
A tecnologia de organoides tem se mostrado valiosa para estudar biologia e doenças humanas. Modelos animais como camundongos apresentam diferenças biológicas que limitam sua precisão para refletir o sistema nervoso humano.
Organoides derivados de células-tronco humanas reproduzem mais fielmente a biologia humana. Lakatos destacou que grande parte do conhecimento sobre regeneração nervosa vem de roedores, cujos neurônios se comportam de maneira diferente dos humanos.
Os pesquisadores de Cambridge utilizam organoides em diversos estudos médicos. Entre eles estão esforços para reparar fígados danificados, investigar a doença de Crohn em crianças e estudar os estágios iniciais da gravidez.
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