Pela primeira vez, os pesquisadores Modelos 3D do cérebro criados que contêm diferentes tipos de células de várias pessoas 1. Esses organoides de “aldeia em uma tigela” podem ajudar a revelar por que a resposta do cérebro às drogas varia de pessoa para pessoa.

Outras equipes criaram fatias 2D de células cerebrais de mais de um doador humano 2, mas este trabalho relata sistemas 3D robustos e adequados para pesquisa.

“É uma tecnologia e uma abordagem realmente poderosas”, afirma Tomasz Nowakowski, biólogo da Universidade da Califórnia, em São Francisco, que não esteve envolvido no estudo. Muitos grupos provavelmente usarão esse método, acrescenta. “É uma obra-prima técnica.”

Estas culturas quiméricas, que os autores chamam de quimeroides, combinam células de até cinco doadores. Versões futuras poderão abrigar células de centenas de pessoas. "E se um dia pudéssemos usar quimeroides como avatares para prever respostas individuais a novas terapêuticas antes de testá-las num ensaio? Gosto de imaginar esse futuro", diz Paola Arlotta, bióloga de células estaminais da Universidade de Harvard, em Cambridge, Massachusetts, e autora sénior do estudo publicado hoje emNaturezafoi publicado.

É preciso uma aldeia

Sistemas modelo chamados organoides imitam a composição celular dos órgãos como intestinos e pulmões. Os pesquisadores os produzem banhando células-tronco de um doador humano em um coquetel de produtos químicos formulado com precisão, que estimula as células-tronco a se desenvolverem em todos os tipos de células normalmente presentes em um determinado órgão. As condições de cultura também encorajam as células a se unirem em uma forma 3D complexa.

Os organoides cerebrais têm crescimento particularmente lento e são difíceis de manusear, e os pesquisadores estão procurando maneiras melhores de produzi-los. Uma abordagem foi combinar células de vários doadores em um único organoide. Aglomerados de células multidoadoras poderiam ser mais fáceis de manusear e capturar uma ampla variedade de genética humana em um único modelo. No entanto, como as células-tronco parentais crescem em taxas diferentes, linhas de crescimento rápido inevitavelmente assumem o controle.

De muitos, um

O truque, relatam Arlotta e seus colegas, é primeiro criar uma série de organoides de um único doador. À medida que amadurecem, as células em todos os organoides assumem taxas de crescimento semelhantes. Ao homogeneizar essas estruturas e reunir as células, é possível cultivar um organoide composto. Os quimeroides dos autores expandiram-se para cerca de 3-5 milímetros após três meses e contêm os mesmos tipos de células presentes no tecido cortical fetal.

“Este é realmente um grande avanço”, afirma Robert Vries, diretor-gerente da empresa de pesquisa organoide HUB Organoids em Utrecht, Holanda. A comunidade que estuda o sistema nervoso central “realmente precisa de mais sistemas organoides”.

Os quimeroides deveriam permitir aos pesquisadores descobrir se as drogas terão efeitos diferentes em pessoas diferentes. Como caso de teste, a equipe tratou os organoides multidoadores com drogas neurotóxicas. O etanol, que causa a síndrome alcoólica fetal, reduziu o número de células em uma única linha celular doadora. As células deste doador cresceram mais rapidamente quando combinadas com ácido valpróico, um medicamento antiepiléptico que está associado a um risco aumentado de Transtorno do espectro do autismo está associado a criançasno úteroentrou em contato com isso.

Dores de crescimento

No entanto, será necessário um trabalho de acompanhamento cuidadoso para garantir que os efeitos observados nos modelos quiméricos resultam da genética de uma linhagem celular específica e não de uma interação entre células compactadas, alerta Vries.

A produção de quimeroides também exige muito trabalho, acrescenta Nowakowski, que estuda o modelo em seu laboratório. Mas os sistemas automatizados de cultura celular devem aliviar a carga de trabalho e tornar esses modelos adequados para experimentos mais eficientes em doenças cerebrais.