Recentemente, cientistas fizeram um avanço significativo no campo da medicina regenerativa ao desenvolverem organoides cerebrais com uma barreira hematoencefálica funcional. Esses organoides, também conhecidos como "assembloides", foram criados a partir de células-tronco pluripotentes humanas e representam um modelo inovador para estudar a neurobiologia humana e as doenças cerebrovasculares

Organoides cerebrais são estruturas tridimensionais cultivadas em laboratório que mimetizam aspectos do desenvolvimento e da função do cérebro humano. Eles são derivados de células-tronco pluripotentes humanas (hPSCs) e podem se diferenciar em vários tipos de células encontradas no cérebro, formando estruturas complexas que lembram o tecido cerebral. Esse tipo de modelo celular é muito relevante, uma vez que diferenças significativas entre cérebros humanos e de animais resultaram em muitos novos medicamentos promissores, desenvolvidos com forte dependência de modelos animais, falhando posteriormente quando testados em participantes humanos.

A barreira hematoencefálica (BHE) é uma estrutura crucial no sistema nervoso central, responsável por regular a passagem de substâncias entre o sangue e o cérebro. Ela protege o cérebro de toxinas e patógenos enquanto permite a entrada de nutrientes essenciais. A disfunção da BHE está associada a várias doenças neurológicas, incluindo esclerose múltipla, doença de Alzheimer e acidente vascular cerebral (AVC).

Em um estudo recente, publicado na revista Cell Stem Cell, os pesquisadores liderados por Lan Dao desenvolveram um modelo composto de uma estrutura que replica a interação da BHE com o sistema nervoso humano. Esse modelo foi denominado assembloides e consistem da combinação de dois tipos distintos de organoides: organoides cerebrais, que mimetizam o tecido cerebral humano, e organoides de vasos sanguíneos, que imitam estruturas vasculares.

O processo de combinação começou com organoides cerebrais medindo de 3 a 4 milímetros de diâmetro e organoides de vasos sanguíneos com cerca de 1 milímetro de diâmetro. Ao longo de cerca de um mês, essas estruturas separadas se fundiram em uma única esfera com pouco mais de 4 milímetros de diâmetro.

Esses assembloides replicam características chave da BHE humana, como a presença de células endoteliais cerebrais com junções de oclusão especializadas e a expressão de transportadores específicos. Além disso, os assembloides demonstraram uma interação neurovascular extensiva com um padrão espacial dentro dos assembloides.

Para demonstrar a potencial utilidade desse novo modelo, os pesquisadores usaram células-tronco derivadas de pacientes com uma condição denominada malformação cavernosa cerebral (MCCs) para produzir os assembloides. Essa condição resulta em aglomerados de vasos sanguíneos anormais no cérebro, aumentando significativamente o risco de derrame. Os assembloides conseguiram replicar as características anatômicas e a quebra da BHE observadas nos pacientes, ajudando a entender a patogênese da doença, mostrando que esse modelo pode ser utilizado para estudar diversas doenças neurovasculares.

Como qualquer modelo in vitro em desenvolvimento, os assembloides de BHE possuem limitações, como o fato de não possuir células imunológicas e não ter conexões com o sistema nervoso do restante do corpo. Entretanto, eles representam um avanço significativo na pesquisa sobre a barreira hematoencefálica e têm o potencial de revolucionar a compreensão das interações neurovasculares e das doenças cerebrais. Eles oferecem uma plataforma robusta para o estudo de patologias da BHE e para o desenvolvimento de novas terapias para doenças cerebrovasculares.

O desenvolvimento dos primeiros assembloides cerebrais com uma BHE funcional marca um importante avanço na medicina regenerativa e na neurociência. Esses modelos oferecem novas oportunidades para a pesquisa e o tratamento de doenças neurológicas, destacando-se como ferramentas essenciais para a ciência biomédica futura.

Referências:

Artigo comentando sobre o estudo citado: 

Brain 'assembloids': Researchers develop first human mini-brain with fully functional blood-brain barrier (medicalxpress.com)

Estudo citado: 

Modeling blood-brain barrier formation and cerebral cavernous malformations in human PSC-derived organoids - PubMed (nih.gov)