Cientistas fazem um grande salto em pesquisa de mini-cérebro

Um organóide de mesencéfalo numa placa de Petri. O pigmento preto é neuromelanina, uma característica marcante do mesencéfalo humano. Direitos de autor: A * STAR Genome Institute of Singapore

July 29, 2016 - Cientistas em Cingapura deram um grande salto na investigação sobre o "mini-cérebro". Estas mini versões avançadas do mesencéfalo humano vão ajudar os pesquisadores a desenvolver tratamentos e realizar outros estudos sobre a doença de Parkinson (DP) e doenças do cérebro relacionadas ao envelhecimento.

Estas mini versões em miniatura do mesencéfalo são tecidos tridimensionais que são cultivadas em laboratório, e que têm algumas propriedades de partes específicas do cérebro humano. Esta é a primeira vez que o pigmento negro neuromelanina foi detectado em um modelo organóide. O estudo também revelou neurônios dopaminérgicos funcionalmente ativos.

O mesencéfalo humano, que é a superestrada da informação, controla a audição, os movimentos dos olhos, visão e movimentos do corpo. Ele contém neurônios dopaminérgicos especiais que produzem a dopamina - que realiza papéis significativos nas funções executivas, controle motor, a motivação, reforço e recompensa. Altos níveis de dopamina elevam a atividade motora e o comportamento impulsivo, enquanto que os baixos níveis de dopamina levam a reações retardadas e distúrbios como Parkinson, o qual é caracterizado por a rigidez e dificuldades em iniciar movimentos.

Também causadora de DP é a redução drástica na produção de neuromelanina, levando à condição degenerativa dos pacientes, que inclui tremores e deficiência motora. Esta criação é um avanço fundamental para estudos em DP, que afeta cerca de sete a 10 milhões de pessoas em todo o mundo. Além disso, há pessoas que são afetadas por outras causas de Parkinsonismo. Os investigadores têm agora acesso ao material de que é afetado na doença propriamente dita, e diferentes tipos de estudos podem ser conduzidos em laboratório, em vez de através de simulações ou em animais. Usando células-tronco, os cientistas têm crescido pedaços de tecido, conhecidos como Organóides cerebrais, medindo cerca de 2 a 3 mm de comprimento. Estes Organóides contêm as características necessárias do mesencéfalo humano, que são neurônios dopaminérgicos e neuromelanina.

Um grupo liderado pelo Prof Ng Huck Hui do A*STAR's do Genome Institute of Singapore (GIS) e pelo Prof Assistente Shawn Je de Duke-NUS Escola de Medicina, a pesquisa colaborativa entre GIS, Duke-NUS, e do Instituto de Neurociência Nacional (NNI) é financiado pelo programa do Conselho Nacional de Pesquisa médica translacional Clinical Research (TCR) na doença de Parkinson (DP) e uma estrela *. Outros colaboradores são do Instituto Lieber para o desenvolvimento cerebral, da Escola de Medicina da Universidade Johns Hopkins, e da Universidade Tecnológica de Nanyang.

A Prof Assistente Shawn Je de distúrbios Neuroscience & Comportamento da Duke-NUS Faculdade de Medicina Programa disse:

É notável que os nossos Organóides do mesencéfalo imitem o desenvolvimento do mesencéfalo humano. As células se dividem, se agrupam em camadas, e tornam-se eletricamente e quimicamente ativas no ambiente tridimensional como o nosso cérebro. Agora podemos realmente testar como estes mini cérebros reagem a medicamentos já existentes ou recentemente desenvolvidos antes de tratar pacientes, o que será um divisor de águas para o desenvolvimento de drogas.

O Prof Tan Eng King, Diretor de Pesquisa e Consultor Sênior, Departamento de Neurologia da NNI e PI líder do Programa de TCR na DP, observou:

O cérebro humano é, sem dúvida, o órgão mais complexo e doenças cerebrais crônicas representam desafios consideráveis ​​para médicos e pacientes. Este feito pela nossa equipe de Cingapura representa um marco científico inicial, mas importante à medida que continuamos a lutar por melhores terapias para os nossos pacientes.

Diretor Executivo do GIS o Prof Ng Huck Hui disse:

Considerando-se um dos maiores desafios que enfrentamos em pesquisa de DP é a falta de acessibilidade aos cérebros humanos, temos conseguido um avanço significativo. Os Organóides do mesencéfalo exibem um grande potencial em substituir o cérebro dos animais que são atualmente utilizados na investigação; agora podemos usar esses mesencéfalos em cultura, e avançar nossos estudos na compreensão e futuros para a doença, e talvez até mesmo outras doenças relacionadas. Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: News Medical.

Minúsculos mini-cérebros humanos poderiam acelerar a cura para as doenças de Alzheimer e Parkinson

Mini-cérebros humanos para acelerar a pesquisa de Alzheimer e Parkinson

Os órgãos em miniatura, que são cerca do tamanho de um olho de inseto, contêm neurônios e células de um cérebro humano

12 de fevereiro de 2016 - Os órgãos em miniatura, que são cerca do tamanho de um olho de inseto, contêm neurônios e células de um cérebro humano e mesmo mostram provas de atividade elétrica, que pode ser medida.
"Nós acreditamos que o futuro da investigação sobre o cérebro irá incluir uma menor dependência dos animais, e mais modelos baseados em células humanas”
Dr Thomas Hartung

Cientistas da Universidade Johns Hopkins nos EUA dizem que podem ser produzidos em massa em laboratórios para permitir serem testados para segurança e eficácia com novas drogas, sem a necessidade de animais que muitas vezes não refletem como as células humanas trabalham.

"Noventa e cinco por cento dos medicamentos que parecem promissores, quando testados em modelos animais falham quando eles são testados em seres humanos com grande dispêndio de tempo e dinheiro", diz o líder do estudo Dr. Thomas Hartung, MD, PhD, da Escola Bloomberg de Saúde Pública Johns Hopkins, em Baltimore.

"Enquanto os modelos de roedores têm sido úteis, não somos ratos de 150 libras. E mesmo que não sejam bolas de células que se quer, muitas vezes você pode tirar muito melhores informações destas bolas de células do que de roedores.

"Nós acreditamos que o futuro da investigação sobre o cérebro irá incluir uma menor dependência dos animais, mais dependência de modelos humanos, à base de células."

Cérebros de homens e mulheres são ligados de forma diferente

As pequenas bolas de células são como "mini-cérebros" Foto: Alamy
Dr Hartung disse que os cérebros tinham começado a produzir 'um tipo primitivo de pensar."

"Obviamente, não há nenhuma entrada ou saída", acrescentou. "É a atividade elétrica sem sentido mas os neurônios estão tentando se comunicar uns com os outros."

Os cérebros são feitos a partir de células da pele de adultos que foram reprogramadas para trás a um estado como de células-tronco, então, cresceram como células cerebrais que então se transformaram em mini-cérebros dentro de oito semanas.

"Ele tem a beleza de que nós podemos fazer isso a partir essencialmente de ninguém. Temos vindo a fazer isso a partir de cinco doadores diferentes, até agora, entre eles também pessoas com doenças genéticas "
Dr Thomas Hartung

A equipe disse que as células de pessoas com certas características genéticas também podem crescer e fornecer um modelo para doenças como Alzheimer, Parkinson ou esclerose múltipla.

"Ele também tem a beleza de que nós podemos fazer isso a partir essencialmente de ninguém", acrescentou o Dr. Hartung. "Temos vindo a fazer isso a partir de cinco doadores diferentes, até agora, entre eles também pessoas com doenças genéticas. Assim, podemos testar pela primeira vez o combinação de características genéticas em conjunto com o efeito de substâncias, porque muitas doenças não são juntamente explicadas pelos genes.

"Temos vindo a fazer trabalho de Parkinson como um exemplo, que estamos publicando, porque nós realmente podemos replicar algumas das características do Parkinson no modelo de cérebro humano."

Os cérebros ainda mostram atividade eletrofisiológica espontânea, o que poderia ser gravado com eletrodos. Para testá-los, os pesquisadores colocaram um mini-cérebro em uma matriz de eletrodos e ouviram a comunicação elétrica espontânea dos neurônios com drogas de teste que foram adicionadas.

A pesquisa foi apresentada no avanço anual de Conferência Americana de Ciência Anual (AAAS), em Washington. Original em inglês, tradução Google, revisão Hugo. Fonte: Telegraph.