Modelo de cérebro desenvolvido em laboratório revela nova esperança

Um tratamento que poderia proteger bebés prematuros de danos cerebrais mostrou-se promissor num estudo recente na Suécia. Usando um modelo cerebral pré-natal inédito criado com células humanas, os pesquisadores observaram novos detalhes sobre os efeitos das hemorragias cerebrais nas células-tronco durante o nascimento prematuro. Eles também testaram com sucesso um antídoto que reduziu os danos.

Publicando em Ciência Avançadaos pesquisadores identificaram como as células-tronco neurais em bebês prematuros são danificadas como resultado de uma hemorragia cerebral. Pesquisadores do KTH Royal Institute of Technology, Karolinska Institutet e das universidades de Lund e Malmö colaboraram no estudo.

O estudo mostra que à medida que os glóbulos vermelhos penetram na zona subventricular do cérebro (SVZ) e se decompõem, os níveis da proteína mensageira da resposta imune interleucina-1 (IL-1) tornam-se elevados. Estas proteínas enviam sinais fortes que direcionam as células-tronco neurais para que parem de agir como células-tronco, diz a professora Anna Herland, professora sênior do centro de pesquisa AIMES do KTH Royal Institute of Technology e do Karolinska Institutet.

“Em vez de permanecerem flexíveis e prontas para se transformarem em diferentes tipos de células cerebrais, as células estaminais começam a mudar demasiado cedo ou param de crescer completamente”, diz Herland.

A hemorragia intraventricular (IVH) é uma complicação neurológica frequente e grave do nascimento prematuro. Quando os glóbulos vermelhos entram no cérebro, as proteínas plasmáticas e os antioxidantes que os protegem na corrente sanguínea ficam sobrecarregados pela pressão e pelo estresse. As células sanguíneas rompem-se e libertam componentes desencadeadores de inflamação, como a hemoglobina, que desencadeia proteínas pró-inflamatórias associadas à resposta imunitária, como a interleucina-1.

“O sangue e seus produtos de degradação causam uma forte resposta inflamatória nas células de suporte do cérebro, as células da glia, que têm como objetivo proteger e nutrir o cérebro e reparar danos”, diz Herland.

A ciência médica já fez experiências em animais para investigar os efeitos do lisado de glóbulos vermelhos, mas o modelo desenvolvido na Suécia abre novos caminhos. Permite que estes efeitos sejam estudados pela primeira vez num sistema que imita de perto os mecanismos do cérebro humano. Em colaboração com investigadores da Universidade Ege, na Turquia, e da Universidade de Harvard, nos EUA, a equipa construiu o seu modelo com células cerebrais humanas vivas, cultivadas em laboratório, derivadas de células estaminais, o que permite o exame das respostas nos cérebros vulneráveis ​​de bebés prematuros.

O modelo avançado forneceu uma plataforma única para testar com sucesso um antídoto: um antagonista de IL1, que demonstrou suprimir os níveis de interleucina-1, proporcionando proteção parcial às células-tronco.

O impacto do líquido cefalorraquidiano (LCR) de pacientes com hemorragia foi estudado separadamente, mostrando um efeito claro, mas menos intenso, nas células-tronco neurais devido a uma menor concentração de produtos tóxicos de degradação, bem como nos fatores de crescimento, nutrientes e proteínas anti-inflamatórias do LCR.

“Este é um dos modelos in vitro mais complexos que construí e vi”, diz Herland. “É incrível que possamos recapitular todas essas interações. É realmente importante que possamos ver respostas relevantes tanto para as condições simuladas quanto para as amostras dos pacientes, já que atualmente não há tratamento estabelecido para esses pacientes.

No futuro, a equipe pretende utilizar a plataforma para estudar diferentes níveis de lesão e ampliar o modelo. “Esperamos rastrear mais tratamentos que possam ser ainda mais eficazes do que aquele que estudamos”.