“MINI CÉREBRO EM CHIP” REVELA COMO SE FORMAM AS DOBRAS CEREBRAIS
Novo modelo de estudo do desenvolvimento do cérebro foi realizado no Instituto Weizmann de Ciências
Um novo modelo de estudo do desenvolvimento do cérebro baseado em física e biologia permitiu uma melhor compreensão do que faz o cérebro ter dobras. A pesquisa balizará novos estudos no desenvolvimento cerebral em casos de microcefalia, esquizofrenia e epilepsia.
Os cérebros nascem com dobras e a falta delas provoca a síndrome do cérebro liso, transtorno com deficiências severas no desenvolvimento e diminuição marcada da expectativa de vida. O gene que causa esta síndrome ajudou pesquisadores do Instituto Weizmann de Ciências a estudar a física que gera as dobras no cérebro. No reporte da pesquisa, publicada esta semana na revista Nature Physics, os cientistas mostram o método que desenvolveram para fazer crescer mini cérebros em laboratório a partir de células humanas, o que os permitiu seguir o mecanismo físico e biológico do desenvolvimento das dobras do cérebro.
O avanço aconteceu no departamento de Genética Molecular liderado pela professora Orly Reiner, cientista que já esteve no Brasil e que mantem uma parceria FAPESP com a Dra. Andrea Sertié do Hospital Israelita Albert Einstein. No laboratório da professora Reiner, um físico, o Dr. Eval Karzbun, desenvolveu um novo enfoque para crescer organóides sem alguns dos problemas das técnicas já existentes. Um deles é que sem vasos sanguíneos, o organóide morre por não consegue ter abastecimento de nutrientes apropriados. Na nova técnica, o Dr. Karzbum limitou o crescimento na vertical, ficando o mini cérebro de laboratório com formato de “pita”: redonda e achatada, com um espaço delgado no meio. Assim, conseguiram abastecer de nutrientes a todas as células. Na segunda semana, começaram a aparecer as dobras, e logo a se aprofundar. Foi a primeira vez que isso foi observado nos organóides.
Karzbrum procurou modelos físicos para compreender a formação das rugas. Elas seriam resultado de uma instabilidade mecânica, e logo encontraram essa instabilidade mecânica: o esqueleto interno das células do centro do organóide se contraíam, e o núcleo das células da superfície se expandia. Como se a a parte exterior da “pita” crescesse mais rápido do que o seu interior. Repetiram a pesquisa com organóides criados com células com o gene mutado que a professora Reiner tinha identificado no ano de 1993 como causa do cérebro liso, problema que afeta a uma em cada 30.000 nascimentos, um gene envolvido na migração das células nervosas durante o desenvolvimento embrionário, que regula o cito esqueleto e os motores moleculares da célula. Os organóides com o gene mutado cresciam na mesma proporção dos outros, mas desenvolviam poucas dobras, e as poucas que apareciam não se envolviam da mesma forma que as rugas normais. O estudo com microscopia da forca atômica permitiu medir a elasticidade: as células sadias eram o dobro de rígidas do que as mutadas. Ou seja, os dois organóides obtidos no laboratório (de células normais e mutadas) tinham propriedades físicas e biológicas muito diferentes.
Este novo modelo de estudo do cérebro desenvolvido no Instituto Weizmann de Ciências permitiu uma melhor compreensão do que faz o cérebro ter dobras. Esperam agora poder estudar melhor outros processos que envolvem o desenvolvimento cerebral como microcefalia, esquizofrenia e epilepsia.
Fonte: https://wis-wander.weizmann.ac.il/life-sciences/%E2%80%9Cbrain-chip%E2%80%9D-reveals-how-brain-folds
