Pela primeira vez, foi possível fazer crescer estruturas neurais em miniatura com sua própria rede vascular - "minicérebros" para pesquisa e implantação de pacientes.
Em 2013, cientistas austríacos desenvolveram um método para o crescimento de pequenas estruturas tridimensionais de neurônios humanos - as "organelas" do cérebro para pesquisas biomédicas. Agora, essas tecnologias foram levadas para o próximo nível, forçando o organoide a formar sua própria vasculatura e trazendo-o ainda mais perto do cérebro real.
Ben Waldau e seus colegas da Universidade da Califórnia em Davis relatam isso em um artigo publicado na revista NeuroReport. Segundo os cientistas, no futuro, essas organelas podem atuar como implantes para substituir os fragmentos cerebrais perdidos. A presença da rede vascular permite que estruturas maiores sejam cultivadas e armazenadas por mais tempo "in vitro", e também facilita sua integração futura no cérebro vivo.
Valdau e seus co-autores obtiveram neurônios de pacientes submetidos a cirurgias cerebrais, transformando-os em células-tronco pluripotentes induzidas. Em seguida, foram forçados a se desenvolver, diferenciando-se em células - precursores dos neurônios, bem como em células do endotélio, que formam as paredes dos vasos dos sistemas circulatório e linfático. Após 34 dias de cultivo separado, ambas as células foram combinadas e colocadas em uma base de proteína de gel, após o que foram cultivadas por mais três a cinco semanas.
Uma fatia de um organoide crescido. A seta indica um vaso que cresceu profundamente em sua estrutura / Pham et al.
Nesse período, o organoide finalmente se formou, transformando-se em um "mini-cérebro" com todos os tipos de células necessárias e permeado por uma complexa rede de vasos. De acordo com os cientistas, a estrutura resultante é comparável em complexidade ao cérebro de um embrião no segundo trimestre de desenvolvimento, embora em tamanho seja de cerca de 3,5 milímetros.
Além disso, foram realizados experimentos paralelos, durante os quais organelas "semi-maduras" de células - precursores de neurônios e endotélio foram cultivadas não em um gel de proteína, mas em um organismo vivo. Para fazer isso, eles foram implantados cirurgicamente no cérebro de ratos. Duas semanas depois, os cientistas verificaram sua condição e descobriram que eles também haviam crescido e formado uma vasculatura.
Sergey Vasiliev
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