Como a inovação em células-tronco tem pesquisa avançada em neurociência

Um dos fatores decisivos no estudo do cérebro humano é ter a capacidade de conduzir pesquisas sobre o funcionamento real do tecido cerebral humano. Como resultado, muitos estudos científicos são conduzidos em roedores como substitutos de mamíferos. A desvantagem dessa abordagem é que os cérebros dos roedores são diferentes em estrutura e função. De acordo com Johns Hopkins, estruturalmente, o cérebro humano é composto de aproximadamente 30 por cento de neurônios e 70 por cento de glia, enquanto o cérebro do rato tem a proporção oposta [1]. Os pesquisadores do MIT descobriram que os dendritos dos neurônios humanos carregam sinais elétricos de maneira diferente dos neurônios dos roedores [2]. Uma alternativa inovadora é cultivar tecido cerebral humano usando tecnologia de células-tronco.

As células-tronco são células não especializadas que dão origem a células diferenciadas. É uma descoberta relativamente recente que data dos anos 80. As células-tronco embrionárias foram descobertas pela primeira vez em 1981 por Sir Martin Evans, da Cardiff University, Reino Unido, e então na University of Cambridge, ganhador do Prêmio Nobel de Medicina em 2007 [3].

Em 1998, células-tronco embrionárias humanas isoladas foram cultivadas em um laboratório por James Thomson da University of Wisconsin em Madison e John Gearhart da Johns Hopkins University em Baltimore [4].

Oito anos depois, Shinya Yamanaka, da Universidade de Kyoto, no Japão, descobriu um método para transformar células da pele de camundongos em células-tronco pluripotentes usando um vírus para introduzir quatro genes [5]. As células-tronco pluripotentes têm a capacidade de se desenvolver em outros tipos de células. Yamanaka, junto com John B. Gurdon, ganhou o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina 2012 pela descoberta de que células maduras podem ser reprogramadas para se tornarem pluripotentes [6]. Este conceito é conhecido como células-tronco pluripotentes induzidas, ou iPSCs.

Em 2013, uma equipe de pesquisa europeia de cientistas, liderada por Madeline Lancaster e Juergen Knoblich, desenvolveu um organoide cerebral tridimensional (3D) usando células-tronco pluripotentes humanas que “cresceram até cerca de quatro milímetros de tamanho e podiam sobreviver por até 10 meses . [7]. ” Este foi um grande avanço, pois os modelos de neurônios anteriores foram cultivados em 2D.

Mais recentemente, em outubro de 2018, uma equipe de cientistas liderados por Tufts desenvolveu um modelo 3D de tecido cerebral humano que exibiu atividade neural espontânea por pelo menos nove meses. O estudo foi publicado em outubro de 2018 em ACS Biomaterials Science & Engineering, um jornal da American Chemical Society [8].

Desde a descoberta inicial de células-tronco em camundongos até o crescimento de modelos 3D de redes neurais humanas a partir de células-tronco pluripotentes em menos de 40 anos, o ritmo do avanço científico tem sido exponencial. Esses modelos 3D de tecido cerebral humano podem ajudar no avanço da pesquisa na descoberta de novos tratamentos para Alzheimer, Parkinson, Huntington, distrofia muscular, epilepsia, esclerose lateral amiotrófica (também conhecida como ELA ou doença de Lou Gehrig) e muitas outras doenças e distúrbios do cérebro. As ferramentas que a neurociência usa para pesquisa estão evoluindo em sofisticação, e as células-tronco desempenham um papel importante na aceleração do progresso para beneficiar a humanidade.

Copyright © 2018 Cami Rosso Todos os direitos reservados.

2. Rosso, Cami. “Por que o cérebro humano exibe inteligência superior?” Psychology Today. 19 de outubro de 2018.

3. Cardiff University. “Sir Martin Evans, Prêmio Nobel de Medicina.” Obtido em 23 de outubro de 2018 de http://www.cardiff.ac.uk/about/honours-and-awards/nobel-laureates/sir-martin-evans

4. Vistas do coração. “Linha do tempo das células-tronco”. 2015 abr-jun. Obtido em 23/10/2018 em https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4485209/#

5. Scudellari, Megan. “Como as células iPS mudaram o mundo.” Natureza. 15 de junho de 2016.

6. O Prêmio Nobel (08/10/2012). “O Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina 2012 [Comunicado de imprensa] Recuperado em 23 de outubro de 2018 em https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2012/press-release/

7. Rojahn, Susan Young. “Cientistas desenvolvem tecidos cerebrais humanos em 3-D”. MIT Technology Review. 28 de agosto de 2013.

1. Cantley, William L .; Du, Chuang; Lomoio, Selene; DePalma, Thomas; Peirent, Emily; Kleinknecht, Dominic; Hunter, Martin; Tang-Schomer, Min D .; Tesco, Giuseppina; Kaplan, David L. ” Modelos de redes neurais humanas 3D funcionais e sustentáveis ​​de células-tronco pluripotentes. ”ACS Biomaterials Science & Engineering, um jornal da American Chemical Society. 1º de outubro de 2018.