Stanford cria camundongos com neurônios humanos no cérebro em avanço histórico

Pesquisadores da Universidade Stanford, nos Estados Unidos, criaram camundongos com grande parte do cérebro formada por neurônios humanos. O estudo foi publicado nesta terça-feira (16) na revista científica Nature e pode abrir novos caminhos para a pesquisa de doenças neurológicas como esquizofrenia, epilepsia, paralisia cerebral, deficiência intelectual e algumas formas raras de demência.

Apesar da presença expressiva de tecido cerebral humano, os animais continuam se comportando como camundongos: andam, comem, exploram o ambiente e respondem a estímulos da mesma forma que outros animais da espécie.

Como o experimento foi feito

O ponto de partida foi a modificação genética dos embriões dos camundongos. Os cientistas impediram o desenvolvimento do córtex cerebral — região responsável por memória, raciocínio e controle dos movimentos — e do hipocampo, ligado à formação e organização das memórias.

Sem essas estruturas, os animais nascem com cerca de metade do volume cerebral normal. As regiões mais internas, que controlam funções básicas como respiração e equilíbrio, permanecem intactas, o que permite a sobrevivência dos animais.

No espaço resultante, os pesquisadores implantaram organoides cerebrais humanos — pequenos aglomerados de tecido nervoso produzidos em laboratório a partir de células-tronco de adultos reprogramadas para originar diferentes tipos de células cerebrais.

Crescimento e funcionamento do tecido humano

Dentro do organismo do camundongo, o tecido humano recebe sangue, nutrientes e estímulos do sistema nervoso, criando condições muito mais próximas das encontradas em um ser vivo do que as de uma placa de laboratório.

Em três meses, o tecido humano cresceu quase cinco vezes e passou a ocupar mais de 90% do espaço correspondente ao córtex do camundongo. Os pesquisadores também identificaram uma variedade de tipos de neurônios semelhante à observada no desenvolvimento do cérebro humano.

Os exames confirmaram que as células não apenas cresceram, mas funcionaram. Os neurônios humanos desenvolveram conexões com o sistema nervoso do camundongo, com algumas fibras chegando até a medula espinhal. As células também apresentaram atividade elétrica organizada, indicando participação ativa nos circuitos nervosos do animal.

Entre os tipos celulares encontrados estava o neurônio de Von Economo, considerado raro e difícil de produzir em laboratório. Estudos anteriores já associaram esse tipo de célula a alterações observadas em condições como esquizofrenia, autismo e Alzheimer.

Comportamento dos animais

Em testes de coordenação motora e memória espacial, os camundongos com tecido humano apresentaram desempenho intermediário entre animais normais e aqueles sem córtex cerebral. Para os pesquisadores, isso indica que o tecido humano assumiu parte das funções que normalmente seriam desempenhadas pelo córtex.

O modelo também foi utilizado para simular situações relacionadas à paralisia cerebral. Os animais foram submetidos a uma privação temporária de oxigênio, reproduzindo complicações que podem ocorrer durante o parto e causar lesões cerebrais em bebês. Após o procedimento, os camundongos com tecido humano passaram a apoiar as patas no chão de maneira diferente, alterando o padrão de caminhada.

Perspectivas futuras

O resultado mostra que o modelo pode ser usado não só para observar o crescimento de células humanas em um organismo vivo, mas também para acompanhar os efeitos de lesões sobre esses neurônios e os circuitos em que estão integrados.

No futuro, a técnica poderá ser empregada para testar tratamentos capazes de proteger ou recuperar neurônios humanos antes que danos se tornem permanentes.

Com informações de G1.