A descoberta de medicamentos para a doença de Parkinson

Pesquisadores fazem crescer neurônios em 3-D

June 25, 2015 - A perda progressiva de neurônios no cérebro de pacientes de Parkinson é lento mas inexorável. Até agora, não existem medicamentos que possam interromper esse processo insidioso. Os investigadores agora conseguiram fazer crescer os tipos de neurônios afetados a partir de células estaminais neuronais num sistema de cultura de células tridimensionais.

A perda progressiva de neurônios no cérebro de pacientes de Parkinson é lento mas inexorável. Até agora, não existem medicamentos que possam interromper esse processo insidioso. Pesquisadores do Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB) da University of Luxembourg já conseguiram o crescimento dos tipos de neurônios afetados a partir de células estaminais neuronais num sistema de cultura celular tridimensional. Os cientistas que trabalham com o Dr. Ronan Fleming do grupo de pesquisa LCSB Sistemas Bioquímica estão confiantes que este sistema possa facilitar muito a busca contínua de agentes terapêuticos no futuro que como ele modele as condições naturais no cérebro de forma mais realista do que outros sistemas disponíveis até o momento. Também é significativamente mais barato para empregar no laboratório. Os resultados foram publicados recentemente na revista Lab on a Chip.

A doença de Parkinson é caracterizado, nomeadamente, pela morte dos neurônios produtores de dopamina na substância negra do mesencéfalo. Já é possível fazer crescer estes neurônios dopaminérgicos em culturas de células. "Mas a maioria de tais culturas de células são bidimensionais, com as células em crescimento ao longo da base de uma caixa de Petri, por exemplo," o líder do grupo Fleming explica. "Em vez disso, temos os neurônios crescendo em um gel que produz um modelo muito melhor do seu ambiente natural, tridimensional."

Como ponto de partida para cultivar os neurônios-alvo, os cientistas utilizam células normais da pele. Eles convertem estes através de métodos convencionais em células-tronco pluripotentes induzidas, ou ipsis, na sigla. Para o desenvolvimento desta tecnologia o cientista japonês Shinya Yamanaka, foi agraciado com o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina em 2012 juntamente com John Gurdon. "Ao adicionar fatores de crescimento adequados, o iPSCs pode então ser convertido em uma segunda etapa em células-tronco neurais", diz o professor Jens Schwamborn, chefe do grupo de pesquisa LCSB Developmental & Cellular Biology, que é responsável pela diferenciação das células. "Estas são as células usadas a partir da cultura microfluídicos."

Os pesquisadores primeiro misturam as células com um líquido, que, em seguida, preenche em recipientes de ensaio pequenos chamados biorreatores. "Você pode imaginar tal biorreator como um túnel separado ao meio por uma barreira plana," O pesquisador da LCSB, Edinson Lucumi Moreno, primeiro autor do estudo, explica. "Um dos lados do túnel que carrega o líquido com as células, endurece com um gel sob temperaturas controladas. O outro lado que carrega com um meio ao qual se pode adicionar nutrientes e substâncias para uma maior diferenciação das células estaminais neuronais, conforme necessário."

Depois de apenas algumas horas, os pesquisadores já observam alterações nas células estaminais neuronais: As células começam a formar pequenas saliências, que se desenvolvem ao longo dos dias seguintes em axônios e dendritos - as longas extensões típicas dos neurônios. Após 30 dias, 91 por cento das células estão neurônios, cerca de 20 por cento dos quais são os neurônios dopaminérgicos desejados. Isto foi confirmado em testes morfológicos e imunológicos.

Uma das principais vantagens deste sistema de cultura celular 3D é que ele pode ser automatizado já na sua forma atual: Os biorreatores são colocados em placas disponíveis comercialmente que podem ser processados ​​e lidos por robôs de laboratório. “No desenvolvimento de medicamentos, dezenas de substâncias químicas, por conseguinte, podem ser testadas quanto a possíveis efeitos terapêuticos em um único passo,” diz Ronan Fleming. "Porque nós usamos quantidades muito pequenas de substâncias do que nos sistemas de cultura de células convencionais, os custos caem para cerca de um décimo do habitual."

Uma vantagem adicional é que os biorreatores podem ser carregados com células provenientes das células da pele de pacientes individuais com Parkinson. “Este é um passo importante para o desenvolvimento personalizado de drogas”, afirma Fleming. Como próximo passo, a equipe de Fleming e seus colaboradores internacionais querem estudar as células dos pacientes e para testar potenciais ingredientes farmacêuticos ativos. Substâncias promissoras irá então ser testadas em ratos. (original em inglês, tradução Google, revisão Hugo) Fonte: Science Daily.