Pílulas de saber: Análise de minicérebros artificiais humanos por radiação sincrotron

Para o feto humano se desenvolver bem, diversos fatores como vitaminas e minerais precisam estar presentes. Em novo estudo publicado na revista científica PeerJ, pesquisadores brasileiros descreveram a composição e distribuição desses nutrientes em minicérebros humanos, estruturas tridimensionais criadas em laboratório a partir de células-tronco. Mas não se espante, não são cérebros que pensam de verdade!

Até então, a investigação de nutrientes cerebrais por raio-x em seres humanos só era possível em tecido cerebral sem vida, isto é, retirados de pessoas mortas.

Os pesquisadores brasileiros utilizaram a radiação sincrotron, uma espécie de raios-X muito poderoso, para bombardear o tecido cerebral criado no laboratório e registrar como cada átomo desse tecido reagia ao bombardeio. Como cada tipo de átomo das substâncias vibram de uma maneira diferente quando são atingidos pelos raios-X. A técnica permite identificar, de forma precisa, a composição química dos minicérebros, também conhecidos como organoides cerebrais. Desta maneira, os cientistas descreveram como o fósforo, potássio, enxofre, cálcio, ferro e zinco estão distribuídos durante a formação nesse modelo de cérebro humano.

Modelo válido

Os minicérebros humanos analisados tinham até 45 dias desde o início do desenvolvimento, o que equivale a algumas semanas do desenvolvimento fetal. Para entender a distribuição dos elementos, os pesquisadores analisaram os organoides em duas etapas distintas: um estágio mais inicial (dia 30), em que há uma intensa formação de neurônios; e outra mais tardia (dia 45), quando as células começam a se organizar em camadas formando circuitos.

Os resultados demonstraram que a concentração e distribuição dos elementos químicos estão relacionadas ao estágio do desenvolvimento dos minicérebros humanos e se assemelham ao observado no cérebro humano.

Sabe-se que a dieta de mulheres grávidas tem papel determinante no desenvolvimento fetal. Os elementos químicos encontrados no estudo são essenciais para a formação correta do cérebro dos bebês. A sua diminuição ou ausência durante a gestação está relacionada a problemas de memória, e doenças psiquiátricas, como a esquizofrenia. Desse modo, a descrição desses elementos no cérebro humano em desenvolvimento fornece informações importantes sobre as possíveis consequências geradas pela interrupção do equilíbrio químico no cérebro.

Substituindo animais

Embora ainda hoje o uso de animais de laboratório seja necessário em muitas pesquisas, esse estudo mostra que o desenvolvimento de organoides humanos em laboratório está cada vez mais sofisticado e nos permite prever que o uso de animais como cobaias vai diminuir cada vez mais rápido também.

De acordo com Stevens Rehen, líder da pesquisa e cientista do Instituto D’Or de Pesquisa e Ensino (IDOR) e Instituto de Ciências Biomédicas da UFRJ, “o estudo ratifica a importância dos minicérebros para o estudo de diferentes aspectos do desenvolvimento cerebral humano”.

O estudo foi realizado no IDOR, em colaboração com pesquisadores do Instituto de Ciências Biomédicas e Instituto de Física da UFRJ, e Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), e financiado pelo BNDES, FINEP, CNPq, FAPERJ, CAPES e LNLS.

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