O laboratório de Alysson Muotri desenvolveu esses organoides cerebrais a partir de células-tronco humanas que tinham um gene de desenvolvimento editado na versão, uma vez possuída pelos neandertais. J. COHEN / SCIENCE
Pesquisador brasileiro lidera a criação de organoides a partir de células-tronco humanas editadas com características semelhantes a dos neandertais
Graças à evolução humana, o Homo sapiens conseguiu atingir o nível máximo de desenvolvimento mental, físico e organizacional. Porém, antes deles, muitos outros hominídeos perpassaram pela história e conquistaram atributos que depois foram aperfeiçoados com o tempo.
Um deles são os neandertais (Homo neanderthalensis), antecedentes diretos dos Homo sapiens. Os neandertais são estudados há muito tempo pelos cientistas, porém, com certa dificuldade, visto que os únicos materiais que restam dessa espécie humana são fósseis e esqueletos.
Mas isso está prestes a mudar. Conforme apresentado pelo geneticista brasileiro Alysson Muotri na conferência “Imaginação e Evolução Humana”, na Universidade da Califórnia em San Diego (UCSD), ele e sua equipe de pesquisadores estão desenvolvendo cérebros de neandertais em laboratório.
A equipe de Muotri reuniu três campos de pesquisa para chegar a esse objetivo: DNA antigo, o editor de genoma CRISPR e a construção de organoides a partir de células-tronco.
Basicamente, o método do grupo consiste em incluir genes neandertais em células-tronco e transformá-las em pequenos cérebros, os quais serão capazes de incorporar o DNA dessa antiga espécie humana.
Uma vez que os cientistas inserem o DNA nas células-tronco, essas organelas são incorporadas em materiais do tamanho de ervilhas que imitam o córtex, região externa do cérebro.
Comparadas aos “mini cérebros” criados em laboratório com células humanas típicas, os organoides neandertais têm formato e formação de redes neurais diferentes. De acordo com os pesquisadores, tais configurações podem ser a razão que explicam a capacidade de socialização da espécie.
Muotri e seu time focaram em um dos cerca de 200 genes codificadores de proteínas que diferem os neandertais dos homo sapiens modernos: o NOVA1.
O NOVA1 desempenha um papel no desenvolvimento inicial do cérebro em humanos modernos e está ligado ao aparecimento de autismo e esquizofrenia. Por também controlar na formação de outros genes e da formação de RNA, é bastante provável que esse gene tivesse tido papel importante na produção das mais de cem novas proteínas cerebrais em neandertais. É válido mencionar que o gene dos neandertais e dos homens modernos diferem por apenas um par de base no DNA.
Para dar início à pesquisa, os cientistas coletaram células da pele de um voluntário sem defeitos genéticos e manipularam os genomas desses materiais para que eles se transformassem em células-tronco pluripotentes.
Em seguida, essas células foram colocadas no sistema CRISPR (ferramenta de edição de genoma) e os genes NOVA1 tiveram seu par de base trocado para o modelo dos neandertais. Para evitar qualquer erro genético, os cientistas sequenciaram as células resultantes e descartaram as mutações não intencionados.
Em comparação com organoides cerebrais crescidos a partir de células humanas comuns (topo), aqueles com uma variante do gene Neanderthal (inferior) diferem em aparência e comportamento. ALYSSON MUOTRI
Por fim, esses organoides foram colocados em equipamentos e devem crescer no futuro. De acordo com os cientistas, leva alguns meses para que as células-tronco se transformem nos mini cérebros.
Comparado aos modelos de mini cérebros do homem moderno feito sob condições idênticas, as células neurais com o gene NOVA1 modificado com o padrão neandertal migram mais rapidamente dentro dos organoides à medida que formam suas estruturas.
“Acreditamos que isso tem relação com o formato dos organoides, mas não temos ideia do que significa”, afirma Muotri, que revela que os mini cérebros neandertais têm um formato de pipoca, enquanto os humanos são mais esféricos. O pesquisador também ressalta que os neurônios neandertais fazem menos conexões sinápticas, criando algo que se assemelha a uma rede neural anormal.
Várias dessas diferenças analisadas entre homens modernos e neandertais parecem com o que Muotri descobriu enquanto pesquisava sobre desenvolvimento neural em crianças com autismo: “Não quero que famílias concluam que estou comparando crianças autistas com os neandertais, mas é uma observação importante. Nos homens modernos, essas diferenças estão ligadas a defeitos no desenvolvimento de áreas do cérebro que são necessárias para a socialização. Se pensamos que essa é uma de novas vantagens sobre os neandertais, é um ponto relevante”.
FONTE: REVISTA GALILEU
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