Novo estudo demonstra ‘minicérebros’ que podem acelerar o desenvolvimento de tratamentos para a doença de Alzheimer

Usando um método inovador, um pesquisador da Universidade de Saskatchewan (USask) está criando pseudoórgãos em miniatura a partir de células-tronco para diagnosticar e tratar a doença de Alzheimer.

Quando o Dr. Tyler Wenzel (Ph.D.) teve pela primeira vez a ideia de criar um cérebro em miniatura a partir de células-tronco, ele não tinha ideia do sucesso de suas criações. Agora, o "minicérebro" de Wenzel pode revolucionar a forma como diagnosticamos e tratamos a Alzheimer e outras doenças cerebrais.

“Nunca, em nossos sonhos mais loucos, pensamos que nossa ideia maluca funcionaria”, disse ele. “Esses [minicérebros] podem ser usados como uma ferramenta de diagnóstico criada a partir do sangue.”

Wenzel, pós-doutorado no Departamento de Psiquiatria da Faculdade de Medicina, desenvolveu a ideia de um "mini-cérebro" - ou, mais formalmente, um modelo organoide cerebral único - sob a direção do Dr. Darrell Musso, Ph. D.

As células-tronco humanas podem ser manipuladas para se transformarem em praticamente qualquer outra célula do corpo. Usando células-tronco retiradas do sangue humano, Wenzel foi capaz de criar um órgão artificial em miniatura - com cerca de três milímetros de tamanho, que lembra visualmente um pedaço de goma de mascar que alguém tentou suavizar novamente.

Esses “minicérebros” são criados criando células-tronco a partir de uma amostra de sangue e depois convertendo essas células-tronco em células cerebrais funcionais. Usar pequenos organoides sintéticos para pesquisa não é um conceito novo, mas os “minicérebros” desenvolvidos no laboratório de Wenzel são únicos. Conforme descrito no artigo de Wenzel na revista Frontiers of Cellular Neuroscience, os cérebros do seu laboratório são compostos por quatro tipos diferentes de células cerebrais, enquanto a maioria das organelas cerebrais são compostas apenas por neurônios.

Nos testes, os "minicérebros" de Wenzel refletem com mais precisão o cérebro humano adulto, permitindo estudos mais detalhados de condições neurológicas em pacientes adultos, como a doença de Alzheimer.

E para os “minicérebros” criados a partir de células-tronco de pessoas com doença de Alzheimer, Wenzel determinou que o órgão artificial apresenta a patologia de Alzheimer – apenas em menor escala.

"Se as células-tronco podem se transformar em qualquer célula do corpo humano, então a questão é: 'Podemos criar algo que se assemelhe a um órgão inteiro?'", disse Wenzel. “Enquanto desenvolvíamos isto, tive a ideia maluca de que se estes fossem cérebros realmente humanos, se um paciente tivesse uma doença como a doença de Alzheimer e criássemos nele um ‘mini cérebro’, então, teoricamente, esse pequeno cérebro teria Alzheimer.”.

Wenzel observou que esta tecnologia tem o potencial de mudar a forma como os cuidados de saúde são prestados às pessoas com doença de Alzheimer, especialmente em comunidades rurais e remotas. Esta pesquisa inovadora já recebeu apoio da Alzheimer Society of Canada.

Se Wenzel e seus colegas puderem criar uma maneira confiável de diagnosticar e tratar doenças neurológicas como o Alzheimer usando apenas uma pequena amostra de sangue - que tem uma vida útil relativamente longa e pode ser enviada por correio - em vez de exigir que os pacientes viajem para hospitais ou clínicas especializadas, isso pode economizar significativamente recursos de saúde e reduzir a carga sobre os pacientes.

"Teoricamente, se essa ferramenta funcionar da maneira que pensamos, poderíamos simplesmente enviar uma amostra de sangue de La Loche ou La Ronge para a universidade e diagnosticar você dessa forma", disse ele.

A prova inicial de conceito dos "minicérebros" foi extremamente encorajadora, o que significa que o próximo passo para Wenzel é expandir os testes para um grupo maior de pacientes.

Os pesquisadores também estão interessados em ampliar o escopo da pesquisa sobre “minicérebros”. Se puderem confirmar que os “minicérebros” refletem com precisão outras doenças cerebrais ou condições neurológicas, disse Wenzel, eles poderão ser usados para acelerar o diagnóstico ou testar a eficácia de medicamentos em pacientes.

Como exemplo, Wenzel apontou os longos tempos de espera para consultar um psiquiatra em Saskatchewan. Se "minicérebros" pudessem ser usados para testar qual medicamento antidepressivo funciona melhor para um paciente deprimido, isso poderia reduzir significativamente o tempo que leva para visitar um médico e obter uma receita.

"Mini-cérebros" em uma placa de Petri - quando criados a partir de células-tronco de pessoas com Alzheimer, os organoides exibem a patologia de Alzheimer, apenas em menor escala. Crédito: USask/David Stobbe.

Ex-professor de ciências do ensino médio que ingressou no mundo da pesquisa e da academia, Wenzel disse que são os "essenciais da pesquisa" - apresentar uma hipótese e chegar mais perto de testá-la em um experimento - que o entusiasma em seu trabalho..

O impressionante sucesso dos "minicérebros" iniciais foi tão surpreendente que Wenzel admitiu que ainda não consegue entender direito.

"Ainda não acredito, mas também é incrivelmente motivador que algo assim tenha acontecido", disse Wenzel. "Isso me dá algo que acredito que terá impacto na sociedade, fará uma diferença real e criará mudanças... Tem o potencial de mudar o panorama da medicina."

As descobertas estão detalhadas em um artigo publicado na revista Frontiers in Cellular Neuroscience.