A fatiar e analisar tecido cerebral verdadeiro, vivo e tridimensional surgem complicações óbvias - desde logo, o tecido costuma fazer falta a quem o possui. Ainda assim, os cientistas estão mais perto do que nunca de conseguir cultivar, em laboratório, modelos realistas de tecido cerebral para experimentação.
Uma equipa de investigação liderada pela Universidade da Califórnia, Riverside (UCR) desenvolveu um minúsculo andaime com cerca de 2 milímetros de largura, ao qual se podem fixar células estaminais neurais doadas, permitindo que estas se desenvolvam até se tornarem neurónios completos.
BIPORES: o andaime para cultivar tecido cerebral mais realista
Este andaime chama-se BIPORES - ou Sistema Poroso Engenheirado Integrado em Bijel - e é feito maioritariamente de um polímero comum, o polietilenoglicol (PEG). Os investigadores alteraram o PEG para o tornar “aderente” às células cerebrais, dispensando os revestimentos habituais que podem interferir com a fiabilidade da investigação.
Para isso, adicionaram nanopartículas de sílica e modificaram a forma do PEG de modo a gerar uma matriz de poros microscópicos, semelhantes a uma esponja, onde as células se conseguem agarrar. A estrutura foi também concebida com curvatura e estabilização que favorecem o crescimento natural das células e a sua expansão.
“O material garante que as células recebem o que precisam para crescer, organizar-se e comunicar entre si em aglomerados semelhantes aos do cérebro”, afirma Iman Noshadi, bioengenheiro na UCR.
“Como a estrutura imita mais de perto a biologia, podemos começar a desenhar modelos de tecido com um controlo muito mais fino sobre a forma como as células se comportam.”
Vantagens face aos métodos atuais de crescimento de tecido cerebral
De acordo com a equipa, este novo andaime ajuda a resolver vários problemas dos métodos já existentes para fazer crescer tecido cerebral no laboratório. A promessa é obter tecido mais semelhante ao humano e mais estável; por isso, pode atingir um grau de maturação superior ao das abordagens atuais, sem recorrer a químicos ou a materiais derivados de outros animais.
“Como o andaime engenheirado é estável, permite estudos de longo prazo”, diz o bioengenheiro Prince David Okoro, da UCR.
“Isso é especialmente importante, porque as células cerebrais maduras refletem melhor a função do tecido real quando se investigam doenças ou traumatismos relevantes.”
Células estaminais neurais personalizadas e menos testes em cérebro de animais
Há ainda outra vantagem: como as células estaminais neurais que crescem sobre o andaime podem ser adaptadas a partir de células humanas do sangue ou da pele, os investigadores poderão, em teoria, criar “neurónios de teste” personalizados para doentes específicos.
Segundo os autores do estudo, essa personalização pode ser decisiva na investigação de doenças neurodegenerativas e de outras lesões cerebrais - incluindo acidentes vasculares cerebrais (AVC) -, ao ajudar a desbloquear novas descobertas.
Ter a capacidade de testar, no laboratório, tecido cerebral muito próximo do real reduziria a dependência de testes em cérebros de animais. Além de ser preferível do ponto de vista ético, aumentaria a probabilidade de as conclusões obtidas se aplicarem a pessoas, e não apenas aos animais usados como substitutos.
Próximos desafios e potencial para outros órgãos, como o fígado
Apesar de ser um avanço promissor, ainda existem desafios consideráveis para que o sistema funcione plenamente - incluindo aumentá-lo para lá da atual dimensão reduzida. Ainda assim, os investigadores acreditam que a abordagem pode estender-se a outros órgãos do corpo, como o fígado.
“Um sistema interligado permitir-nos-ia ver como diferentes tecidos respondem ao mesmo tratamento e como um problema num órgão pode influenciar outro”, afirma Noshadi.
“É um passo no sentido de compreender a biologia humana e a doença de uma forma mais integrada.”
A investigação foi publicada na revista Materiais Funcionais Avançados.
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