Organoides cerebrais: a vanguarda no estudo e tratamento da doença de Alzheimer

Os organoides cerebrais (conhecidos popularmente como mini-cérebros), têm emergido como ferramentas promissoras no campo da pesquisa biomédica, permitindo avanços significativos na compreensão de diversas condições neurológicas. Recentemente, pesquisadores têm utilizado esses modelos tridimensionais para investigar a doença de Alzheimer, uma condição neurodegenerativa que afeta milhões de pessoas em todo o mundo.

A doença de Alzheimer é caracterizada pela formação de placas beta-amiloides e emaranhados neurofibrilares, resultando em perda de memória e declínio cognitivo. Um estudo recente publicado por Wenzel e colaboradores no Frontiers in Cellular Neuroscience destaca como os pesquisadores estão utilizando organoides cerebrais (também conhecidos popularmente como mini-cérebros) para avançar no entendimento e tratamento dessa doença. Segundo os pesquisadores, estas estruturas permitem a observação de processos patológicos em um contexto tridimensional, mais próximo do ambiente cerebral humano real, em comparação com modelos animais tradicionais.

Os organoides cerebrais são estruturas cultivadas em laboratório a partir de células-tronco embrionárias (CTE) ou células-tronco pluripotentes induzidas (iPSCs). Estas células têm a capacidade de se diferenciar em vários tipos celulares presentes no cérebro, formando estruturas que mimetizam aspectos chave do desenvolvimento e funcionamento cerebral. 

As iPSCs são células-tronco que podem ser produzidas a partir de uma pequena amostra de sangue. Desta maneira, se o organoide é formado com uma iPSC derivada de sangue de um paciente, ele contém todas as características genéticas desse paciente. Assim, a produção de organoides cerebrais pode se tornar uma maneira consistente de diagnosticar e tratar condições neurológicas, como o Alzheimer, usando apenas uma pequena amostra de sangue – a qual tem uma vida útil relativamente longa e pode ser enviada por correio. Isso facilitaria os diagnósticos e representaria uma economia de recursos para o sistema de saúde, uma vez que não seria mais necessário o deslocamento dos pacientes para hospitais ou clínicas especializadas. 

O grupo de Wenzel demonstrou que o destino celular e a composição dos organoides cerebrais não guiados (que se desenvolvem sem a adição de fatores externos específicos) são ditados pelas condições de cultura celular durante sua formação. Sob essas condições otimizadas, esses organoides, gerados a partir de iPSCs derivadas de irmãos (masculino e feminino), são semelhantes em taxa de crescimento, tamanho e conteúdo proteico total, exibindo mínima variabilidade de lote para lote na composição e metabolismo celular. 

Uma comparação de marcadores neuronais, microgliais e macrogliais (astrócitos e oligodendrócitos) revela que os perfis nesses organoides cerebrais são mais semelhantes aos perfis autopsiados do córtex humano e cerebelo do que aos das amostras corticais de camundongos, fornecendo a primeira demonstração de que o processamento de proteínas específico do ser humano é amplamente conservado em organoides cerebrais não guiados.

A otimização das condições de cultivo celular pode resultar em uma maior presença de proteínas associadas à glia e atividades de rede neural em um período reduzido de tempo. Os organoides apresentam diferentes tipos de proteínas específicas do cérebro humano após 90 dias em cultura, proporcionando um modelo relevante para a pesquisa de doenças neurológicas.

Além da doença de Alzheimer, os pesquisadores estão interessados em expandir o escopo da pesquisa com organoides cerebrais, para que outras doenças ou condições neurológicas tenham o diagnóstico acelerado ou mesmo para a realização de teste de eficácia de medicamentos nos pacientes. Por exemplo, se os organoides puderem ser usados para testar qual antidepressivo funciona melhor em um paciente com depressão, isso poderia reduzir drasticamente o tempo necessário de tratamento.

Em suma, os organoides cerebrais representam uma fronteira promissora na pesquisa da doença de Alzheimer. Eles permitem uma exploração mais detalhada dos processos patológicos em um ambiente que recapitula de maneira mais fiel o cérebro humano, oferecendo esperança de avanços significativos no tratamento dessa condição devastadora.

Referências:

Estudo citado: Brain organoids engineered to give rise to glia and neural networks after 90 days in culture exhibit human-specific proteoforms
Artigo comentando sobre o estudo citado: New research presents ‘mini-brains’ that could advance Alzheimer’s treatment

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