Fatiar e examinar tecido cerebral real, vivo e tridimensional envolve complicações evidentes - afinal, esse tecido normalmente continua sendo necessário para quem o possui. Por isso, cientistas têm buscado modelos de tecido cerebral em laboratório que sejam suficientemente realistas para permitir experimentos sem depender de amostras funcionais.
Um grupo de pesquisadores liderado pela Universidade da Califórnia, Riverside (UCR) desenvolveu um andaime minúsculo, com cerca de 2 milímetros (aproximadamente 0,08 polegada) de largura, no qual células-tronco neurais doadas podem se fixar e se diferenciar até formar neurônios completos.
Andaime BIPORES da UCR: estrutura e materiais
O andaime recebeu o nome de BIPORES - sigla de Sistema Projetado Poroso Integrado a Bijel - e é fabricado majoritariamente com o polímero comum polietilenoglicol (PEG). Para que o PEG funcionasse melhor com células do cérebro, os pesquisadores o ajustaram para que ficasse “aderente” a essas células, evitando o uso de revestimentos tradicionais que podem atrapalhar a confiabilidade dos resultados.
Para alcançar essa adesão, a equipe incorporou nanopartículas de sílica e alterou a forma do PEG de modo a formar uma matriz com poros microscópicos, lembrando uma esponja, onde as células conseguem se prender. Além disso, o conjunto foi projetado com curvatura e estabilização que favorecem o crescimento natural e a expansão do tecido.
“O material garante que as células recebam o que precisam para crescer, se organizar e se comunicar entre si em aglomerados semelhantes aos do cérebro”, afirma Iman Noshadi, bioengenheiro da UCR.
“Como a estrutura imita mais de perto a biologia, podemos começar a projetar modelos de tecido com um controle muito mais fino sobre como as células se comportam.”
Por que o modelo de tecido cerebral fica mais fiel e estável
De acordo com os pesquisadores, o novo andaime enfrenta limitações importantes das abordagens atuais para cultivar tecido cerebral em laboratório. A expectativa é produzir um tecido mais parecido com o humano e mais estável - o que, por consequência, permitiria atingir um nível de maturação maior do que o obtido pelos métodos de hoje - sem empregar substâncias químicas ou materiais derivados de outros animais.
“Como o andaime projetado é estável, ele permite estudos de mais longo prazo”, diz o bioengenheiro Prince David Okoro, também da UCR.
“Isso é especialmente importante, pois células cerebrais maduras refletem melhor a função do tecido real ao investigar doenças ou traumas relevantes.”
Personalização, menos testes em animais e próximos avanços
Outro ponto destacado é que as células-tronco neurais cultivadas sobre o andaime podem ser adaptadas a partir de células humanas do sangue ou da pele. Com isso, em princípio, seria possível montar “neurônios de teste” personalizados para pacientes específicos.
Segundo os autores do estudo, essa personalização pode ser decisiva para avançar na pesquisa de doenças neurodegenerativas e de outras lesões cerebrais - incluindo acidentes vasculares cerebrais (AVCs).
Ter, em laboratório, um tecido cerebral muito próximo do real também tende a reduzir a dependência de testes em cérebros de animais. Além de ser um ganho ético, isso aumenta a chance de que os achados se apliquem a pessoas, e não apenas aos animais usados como substitutos.
Ainda há obstáculos a superar para que a técnica funcione plenamente - entre eles, ampliar a escala do sistema para além do tamanho reduzido atual -, mas o avanço é considerado promissor. A equipe também avalia que a mesma estratégia pode ser útil para modelar outros órgãos do corpo, como o fígado.
“Um sistema interconectado nos permitiria ver como diferentes tecidos respondem ao mesmo tratamento e como um problema em um órgão pode influenciar outro”, afirma Noshadi.
“É um passo para entender a biologia humana e as doenças de uma forma mais integrada.”
A pesquisa foi publicada na revista Materiais Funcionais Avançados.
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