Saúde e Bem-estar

Minicérebros revelam implicações para a origem do autismo

Corte transversal de um organoide do cérebro humano mostrando a formação da placa cortical, o precursor embrionário do córtex cerebral
Corte transversal de um organoide do cérebro humano mostrando a formação da placa cortical, o precursor embrionário do córtex cerebral
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Alysson Renato Muotri é o pioneiro em pesquisas que ajudaram a descobrir as causas e mapear tratamentos mais eficazes para o Transtorno do Espectro Autista (TEA). Ele é biólogo molecular formado pela Unicamp com doutorado em genética pela USP com pós-doutorado em neurociência e células-tronco pelo Instituto Salk de pesquisas biológicas (EUA).

Além disso, é fundador da TISMOO, empresa de biotecnologia, que tem como objetivo melhorara qualidade de vida de pacientes e famílias afetadas por transtornos neurológicos como TEA e outros de origem genética relacionados.

Minicérebros produzidos em laboratório para o estudo
Minicérebros produzidos em laboratório para o estudo

Em uma de suas pesquisas, o biólogo, junto com sua equipe recriou mini cérebros capazes de gerar sofisticadas redes neurais com oscilações semelhantes ao cérebro humano, com uma variante genética dos Neandertais e Denisovans que podem ter implicações para a origem do autismo.

Os organoides cerebrais, ou minicérebros, são estruturas celulares em miniatura criadas a partir de células-tronco pluripotentes, que reproduzem, em parte, a estrutura e funcionalidade do cérebro humano em desenvolvimento.

A partir do estudo foi descoberto que algumas regiões do genoma dos Neandertais e Denisovans ainda existem na população de hoje, enquanto outros foram eliminados pela seleção natural, possivelmente por causa de alguma desvantagem adaptativa, seja na saúde, fertilidade, aparência ou cognição.

“Selecionamos genes que eram ativos durante o desenvolvimento neural e que estavam relacionados a doenças neurológicas. Usamos essa informação para alterar o genoma de células-tronco pluripotentes humanas e então criar organoides cerebrais ‘arquealizados’”, explica Muotri.

Alysson Muotri com ‘minicérebros’, organoides cerebrais
Alysson Muotri com ‘minicérebros’, organoides cerebrais

O gene escolhido é conhecido por NOVA1, um regulador mestre de outras centenas de genes durante o neurodesenvolvimento, sendo que as vias controladas por esse gene já foram implicadas em autismo e esquizofrenia. Além disso, foi utilizada a técnica de Repetições Palindrômicas Curtas Agrupadas e Regularmente Interespaçadas (CRISPR) para que introduzisse corretamente mutações genéticas.

“A partir do sequenciamento do genoma das células, conseguimos comprovar que as mutações do gene NOVA1 do genoma dos Neandertais foram introduzidas com sucesso no genoma de células humanas e sem a ocorrência de mutações indesejáveis” disse o pesquisador Roberto Herai, sócio fundador da Tismoo.

Autismo

A pesquisa demonstrou alterações significativas entre os minicérebros “arquealizados” e os humanos no que tange a expressão genética durante o neurodesenvolvimento. Essas alterações celulares e moleculares tiveram um impacto na formação das redes neurais: a atividade neuronal foi significativamente alterada em minicérebros com as variantes ancestrais.

“As redes neurais se comportam de forma semelhante a algumas condições neurológicas que modelamos no laboratório, como subtipos de autismo. Essa comparação pode sugerir que nossos ancestrais tivessem habilidades extraordinárias, ou dificuldades, por exemplo, em comunicação e socialização. Isso que ajuda a entender as bases evolucionárias e neurológicas do TEA.”, especula Muotri.

Assim, os resultados podem revelar detalhes sobre a capacidade cognitiva que resultou no sucesso da espécie humana moderna e fracasso evolutivo dos Neandertais.

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