Milhões de neurônios humanos funcionando dentro da cabeça de um camundongo: é o que um novo experimento conseguiu produzir, e o resultado pode dar aos cientistas uma janela para processos difíceis de reproduzir na bancada. As células cresceram, formaram ligações entre si e passaram a receber nutrientes no cérebro do animal, montando um modelo para investigar distúrbio neurológico e o desenvolvimento do cérebro humano.
A revista Nature publicou o trabalho, anunciado na quarta-feira 16. Dentro de cada cabeça, a população de células humanas chegou a aproximadamente 4 milhões. Mesmo com esse número, os animais acompanhados até agora se comportam, na maior parte, como qualquer outro camundongo de laboratório.
O que está em jogo é uma ferramenta de estudo: um cérebro de camundongo que carrega dentro de si tecido humano vivo, disponível para observação ao longo do tempo.
O problema que a pesquisa ataca
A neurociência esbarra há tempos na mesma parede: não consegue recriar fora do corpo a complexidade do cérebro humano. São cerca de 80 bilhões de células nervosas, ligadas uma à outra por trilhões de conexões e distribuídas em circuitos que respondem por percepção, tomada de decisão e cognição.
Quando essas redes se alteram, aparecem pistas dos mecanismos por trás de condições como esquizofrenia e autismo. O camundongo é o animal de laboratório mais usado no estudo do cérebro, mas as duas espécies não são equivalentes: a nossa tem um cérebro cerca de mil vezes maior, além de tipos de célula nervosa e estruturas que não se repetem do mesmo jeito na maior parte dos outros bichos.
Dos organoides ao animal vivo
O primeiro atalho para encurtar essa distância apareceu na década de 2010, com os organoides cerebrais. São réplicas em miniatura de pedaços do cérebro humano, criadas em laboratório, que deixam o pesquisador observar as primeiras etapas do desenvolvimento e o que acontece quando alguma coisa sai do trilho nesse percurso.
Essas miniaturas já servem, por exemplo, ao estudo da síndrome de Timothy, doença rara ligada a formas profundas de autismo. Cultivadas a partir de células de pacientes, permitiram flagrar diferenças de comportamento entre esses neurônios e os de quem não tem a síndrome.
O atalho, porém, tem limite. O organoide é pequeno, vive isolado de qualquer estímulo externo e não conta com a rede de vasos que irriga um cérebro de verdade. Foi contra essas três barreiras que o novo experimento se voltou, ao levar as células humanas para dentro da cabeça de animais vivos.
Sete anos de trabalho
A pesquisa levou cerca de sete anos. O primeiro passo foi mexer nos genes do camundongo para travar o desenvolvimento normal de certas regiões cerebrais. Os alvos foram justamente os genes de que o córtex precisa para crescer — área ligada a decisões e a formas complexas de cognição.
O resultado é que os filhotes vieram ao mundo praticamente sem córtex. No lugar da região, havia fluido ocupando o espaço.
Foi aí que entraram os organoides. Produzidos em laboratório com células de córtex humano, eles foram transplantados para as áreas vazias, sobreviveram e cresceram. No começo se alimentaram do fluido que havia no crânio; depois, passaram a se ligar aos vasos sanguíneos do próprio camundongo. Nesse ambiente, a multiplicação chegou à casa dos 4 milhões de células por animal — o número que o estudo registra como resultado da etapa.
Falta de oxigênio, dano igual ao humano
O modelo também reproduziu uma diferença conhecida entre as duas espécies. Um bebê privado de oxigênio perto do parto pode sofrer lesão grave no córtex; um filhote de camundongo exposto a pouco oxigênio costuma escapar sem esse tipo de sequela.
No experimento, quando os animais foram submetidos à falta de oxigênio, quem se feriu foram as células humanas alojadas no cérebro deles. Depois da exposição, os camundongos passaram a ter dificuldade para andar — reação mais parecida com a que se vê em pessoas do que com a de um roedor comum.
A diferença entre as duas espécies, nesse ponto, deixou de ser um obstáculo e virou o próprio dado da pesquisa.
O limite ético
Manter milhões de células humanas na cabeça de outra espécie também alarga a discussão sobre até onde esse tipo de experimento pode ir. A equipe diz acompanhar o comportamento dos animais e submeter cada etapa a avaliação ética, à medida que o trabalho avança para as fases seguintes.
Nenhum comportamento humano foi identificado nos camundongos até agora, é o que registram os responsáveis pelo estudo. Mas o fato de as células terem sobrevivido, se multiplicado e se integrado ao cérebro do hospedeiro deixa no ar a pergunta da etapa seguinte: o que aconteceria se organoides parecidos fossem transplantados para bichos de cérebro maior, como o porco ou o primata, onde sobraria espaço para os neurônios humanos se expandirem.
