Uma equipe de cientistas implantou tecido cerebral humano cultivado em laboratório em ratos geneticamente modificados. O experimento criou um modelo para observar, dentro de um animal vivo, como células humanas formam redes, respondem a lesões e podem participar de transtornos como autismo, epilepsia, paralisia cerebral e esquizofrenia. O estudo foi publicado em 16 de setembro na revista Nature. Não surgiram ratos com um cérebro humano, apesar de essa ser a manchete pronta para circular nas redes.
O que o transplante de tecido cerebral humano permite estudar?
O transplante permite estudar tecido neural humano vivo em níveis que vão dos genes aos circuitos cerebrais e seus efeitos funcionais. Os enxertos desenvolveram diferentes tipos de células do córtex, formaram redes neuronais e estabeleceram conexões com o sistema nervoso dos animais. Para Sergiu Pasca, neurocientista da Universidade Stanford e autor principal da pesquisa, essa integração pode ajudar a investigar como alterações genéticas ligadas a doenças afetam o desenvolvimento do cérebro.
O acesso direto a tecido cerebral humano vivo é extremamente limitado, por razões práticas e éticas. Células cultivadas em laboratório oferecem uma alternativa, mas não reproduzem sozinhas a circulação, os sinais químicos e as conexões de um organismo inteiro. É aí que entram os ratos modificados: eles funcionam como um ambiente biológico no qual o tecido humano pode crescer, receber estímulos e ser observado ao longo do desenvolvimento. Um laboratório em três dimensões, por assim dizer, embora com pelos e ração.
Como foram criados os chamados organoides corticais?
Os pesquisadores produziram organoides tridimensionais a partir de células da pele e do sangue. Essas células foram reprogramadas para se tornar células-tronco, capazes de originar praticamente qualquer tecido do organismo, e depois direcionadas para formar estruturas com tipos celulares e características importantes do córtex cerebral. Essa região está associada a funções como cognição, linguagem, atenção e tomada de decisões.
Os ratos também foram preparados geneticamente. A equipe bloqueou o desenvolvimento da maior parte das células que normalmente formariam o córtex e o hipocampo dos animais, área relacionada à formação da memória. Com espaço disponível, os organoides foram implantados logo após o nascimento e puderam se desenvolver de maneira ampla. O resultado não foi um cérebro humano em miniatura, mas uma porção de tecido cortical humano integrada a um sistema nervoso de rato.
Por isso, os autores preferem chamar os animais de ratos xenocorticais. O termo faz referência ao tecido cortical humano, estranho ao organismo que o recebeu. Pasca rejeita expressões como ratos humanizados ou ratos com cérebro humano, porque elas exageram o que o experimento produziu. Os animais continuaram apresentando um sistema nervoso de rato. Tinham, porém, uma quantidade maior de tecido humano capaz de crescer e estabelecer conexões dentro dele — não, o contrário.
O modelo reproduziu danos causados pela falta de oxigênio?
Sim, os ratos xenocorticais apresentaram danos nas células corticais humanas depois de serem expostos à privação de oxigênio. A equipe escolheu essa situação porque o cérebro humano em desenvolvimento é especialmente vulnerável à falta de oxigenação perto do nascimento. Essa condição pode estar relacionada à paralisia cerebral, ao aumento do risco de epilepsia e a uma probabilidade maior de autismo.
Ratos convencionais costumam resistir a níveis de privação que afetam o cérebro humano. Nos animais que receberam o tecido cortical, porém, os pesquisadores observaram lesões significativas nas células humanas, além de alterações na marcha e na coordenação motora. A diferença cria uma janela experimental para investigar como essas lesões aparecem e testar intervenções capazes de preveni-las ou tratá-las. O modelo ainda é limitado: organoides não reproduzem toda a complexidade do cérebro humano, e um rato não é um paciente em miniatura.
O experimento também deixa uma conta ética sobre a mesa. Os autores dizem ter seguido diretrizes para reduzir o sofrimento dos animais e usar esse tipo de pesquisa apenas quando não houver alternativas adequadas. Outra preocupação é que tecidos neurais humanos mais complexos possam produzir características inesperadas, exigindo novas avaliações de bem-estar e comportamento. Os ratos exploravam o ambiente normalmente, mas apresentaram diferenças de memória e déficits de coordenação motora fina.
Essa fronteira não se resolve com um rótulo fácil. De um lado, estão doenças neurológicas e psiquiátricas que afetam quase uma em cada cinco pessoas no mundo, segundo a argumentação apresentada por Pasca. De outro, há animais submetidos a procedimentos cujo alcance pode mudar conforme a ciência aprende a fazer enxertos mais sofisticados. O próximo passo será descobrir quanto esse tecido humano ensina sobre o cérebro — e em que momento a pergunta deixa de ser apenas científica.
