Organoides do cérebro humano, desenvolvidos em laboratório a partir da pele adulta em estado imaturo, conseguiram se conectar funcionalmente a uma rede sensorial in vivo (cérebros de ratos). O importante experimento foi registrado por uma equipe de engenheiros e neurocientistas da Universidade da Califórnia em San Diego.
Embora amplamente teorizada, nenhuma equipe de pesquisa havia demonstrado até agora que os organoides do cérebro humano implantados em córtex de ratos poderiam ser capazes de compartilhar propriedades comuns ou reagir a estímulos sensoriais externos. A impossibilidade de registrar atividades que duram milissegundos foi superada com o uso de uma tecnologia de gravação inovadora.
Como os pesquisadores gravaram as sinapses humano-rato?
Fonte: Wilson et al./Divulgação.Fonte: Wilson et al.
Para superar a limitação técnica, a equipe da UC San Diego combinou duas técnicas experimentais para obter imagens das células cerebrais. Primeiramente, os cientistas colocaram uma série de eletrodos de grafeno transparentes para registrar a atividade neural elétrica tanto das células humanas quanto nas dos roedores.
A seguir, eles utilizaram a chamada microscopia convencional de excitação por dois fótons para obter imagens dos tecidos vivos dos cérebros com até um milímetro de espessura. Assim, com registros simultaneamente ópticos e elétricos, os pesquisadores perceberam que os vasos sanguíneos dos ratos haviam crescido nos organoides, abastecendo-os de oxigênio e nutrientes.
No experimento, o estímulo visual aplicado foi um LED óptico de luz branca. A luz incidiu nos camundongos com organoides implantados e sob a microscopia de dois fótons. A atividade elétrica foi observada nos canais de eletrodos acima dos organoides, mostrando que eles estavam reagindo à luz, assim como o tecido circundante.
Eletrodos de grafeno. (Fonte: David Baillot/UC San Diego/Divulgação.)Fonte: David Baillot/UC San Diego
Qual a aplicabilidade deste estudo?
A expectativa dos autores do estudo, e da comunidade científica, é que essa combinação de tecnologias inovadoras de registro neural híbrido possa constituir uma plataforma unificada para estudar organoides em pesquisas de doenças cerebrais e implantes de células neurais para restabelecer a função de regiões cerebrais danificadas ou perdidas.
A pesquisadora líder do projeto, professora Duygu Kuzum, previu em um comunicado que, futuramente, “essa combinação de células-tronco e tecnologias de neurogravação será usada para modelar doenças em condições fisiológicas […]”.
ARTIGO – Nature Communications – DOI: 10.1038/s41467-022-35536-3.
