Tecidos cerebrais humanos cultivados a partir de células-tronco foram implantados no cérebro de um camundongo, após o que os cientistas puderam observar pela primeira vez a reação de estímulos externos a tecidos artificiais implantados em um cérebro estranho. Eletrodos especiais de grafeno ajudaram nisso, combinando transparência e sensibilidade elétrica.
Fonte da imagem: David Bailot
O progresso na pesquisa com células-tronco chegou ao ponto em que os cientistas aprenderam a cultivar populações de células tridimensionais que imitam órgãos humanos reais. E embora o cultivo de órgãos completos ainda esteja longe, os organoides abrem a oportunidade de estudar os efeitos de drogas e processos o mais próximo possível dos processos bioquímicos nos órgãos de pessoas vivas sem a necessidade de arriscar a saúde dos pacientes em ensaios clínicos. Pelo menos nos estágios iniciais dos testes de drogas.
Anteriormente, relatamos que os cientistas conduziram uma série de experimentos com o organoide do cérebro humano – uma população de células cultivadas a partir de células-tronco induzidas em uma semelhança primitiva do cérebro humano. Na Universidade de Stanford, os cientistas não só conseguiram ensinar o organoide cerebral a jogar o jogo de computador Pong, mas também experimentaram implantar tecidos organoides no cérebro de ratos recém-nascidos, onde criaram raízes com sucesso.
Pesquisadores da Universidade da Califórnia (UC) em San Diego desenvolveram seu trabalho mostrando que as organelas do cérebro humano implantadas em camundongos são capazes de responder a estímulos externos. Em particular, tecidos organoides cerebrais foram implantados no córtex visual de camundongos.
Para controlar o experimento, um eletrodo de grafeno transparente foi colocado sobre as células do organoide. O eletrodo transparente tornou possível estudar o tecido cerebral em profundidade usando um microscópio a laser de dois fótons. Isso permitiu ver como os vasos sanguíneos do cérebro do camundongo penetram no organoide e passam a alimentá-lo com tudo o que é necessário para a vida das células. Os sensores elétricos do eletrodo de grafeno registraram a atividade dos neurônios no organoide e no córtex visual nativo do cérebro do camundongo.
A experiência mostrou que os flashes de luz na frente dos olhos do mouse foram acompanhados pela atividade dos tecidos do organoide. Simplificando, os tecidos do minicérebro “humano” se acostumaram com a estrutura do cérebro do camundongo e começaram a participar de seu trabalho para o propósito pretendido – responder a estímulos externos. Neste caso, para a luz, o que permitiu pela primeira vez dizer com segurança que o cérebro artificial se comporta como um real. Em tal cérebro, será possível testar novos medicamentos e testar novos métodos, o que significa que a busca por medicamentos para o tratamento de muitas doenças perigosas e até mortais será muito mais rápida.