Não há como falar do futuro sem falar de tecnologia. Quando o foco é a saúde, o avanço em tratamentos e medicamentos obrigatoriamente passa por uma infinidade de estudos e, claro, inovações. O papel das pesquisas genéticas nesse cenário foi o foco da palestra do professor e pesquisador Alysson Muotri, que abordou os organoides cerebrais, estudos no espaço, condições do neurodesenvolvimento, terapia gênica e os rumos da ciência em saúde, sob moderação do diretor de Inovação e Desenvolvimento, Antonio Carlos de Farias.
Historicamente, o economista comenta que grandes transformações – sejam elas financeiras ou não – ocorreram em momentos de crise. Para ilustrar essa relação, ele
relembrou alguns momentos: 1964, as reformas tributária, administrativa e financeira que, segundo sua análise, geraram ganhos de produtividade; em 1994, as reformas asseguraram a criação e preservação do Plano Real, viabilizaram a Lei de Responsabilidade Fiscal e deram margem a um amplo ciclo de concessões e privatizações; e, em 2016, houve a aprovação da reforma trabalhista e da Lei das Estatais, em um curto período de tempo.
E se você ainda pensa que o futuro é a Inteligência Artificial, o pesquisador traz um olhar diferente: talvez esse futuro seja, na verdade, a inteligência orgânica, chamada de organoideinteligência.
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Para entender o conceito, é preciso, antes, conhecer os organoides cerebrais, modelos tridimensionais do cérebro humano criados em laboratório. Sob protocolos específicos, pesquisadores pegam as células de uma pessoa – seja da pele ou do sangue – e as reprogramam para que voltem a um estado semelhante ao de células-tronco. Assim, elas são direcionadas para formar tecidos neurais e começam a se organizar de forma espontânea, formando estruturas que reproduzem características do cérebro humano,
principalmente do córtex cerebral.
Com esse modelo, os pesquisadores podem estudar o desenvolvimento cerebral de forma individualizada, contribuindo para avanços de tratamento principalmente de doenças neurológicas. “Essa criação dura aproximadamente quatro meses, e esses organoides podem ficar em laboratório por três ou quatro anos, no máximo, que é o tempo que temos para fazer as análises e estudos atualmente”, comentou.
Sob essa análise, é possível, por exemplo, comparar como células, neurônios e camadas do córtex são formados, em relação ao cérebro de uma pessoa que não possui determinada condição neurológica. Muotri destaca que a formação dos organoides não acontece de maneira totalmente controlada pelos pesquisadores. As próprias células possuem informações genéticas que orientam sua organização. “Elas começam a se multiplicar, migram e formam camadas, reproduzindo etapas semelhantes às observadas no desenvolvimento fetal. O córtex, por exemplo, apresenta as diferentes camadas corticais, enquanto os neurônios vão amadurecendo e estabelecendo conexões. A composição celular também muda com o tempo. Primeiro predominam neurônios excitatórios. Depois surgem células como os astrócitos e, posteriormente, neurônios inibitórios.”
Esse equilíbrio é fundamental para que o cérebro funcione adequadamente. Alterações nesse balanço podem estar relacionadas a condições neurológicas e psiquiátricas, como epilepsia e esquizofrenia. “Outro ponto importante é a capacidade de detectar atividade elétrica dos neurônicos. No início, a atividade é bastante aleatória. Com o amadurecimento do tecido, ela se torna progressivamente mais organizada, acompanhando o desenvolvimento esperado do cérebro humano.”
“Aqui surge o conceito de “inteligência orgânica”, que é o futuro, indo além da inteligência artificial tradicional”
Alysson Muotri
Segundo Muotri, os padrões observados nos organoides apresentam semelhanças com os padrões de atividade encontrados em bebês prematuros, permitindo utilizar o modelo para estudar fases do desenvolvimento pré-natal e pós-natal. “Os organoides possibilitaram estudar a relação entre a microcefalia e o vírus Zika. Ao expô-los ao vírus, os pesquisadores observaram que ele tinha preferência por atacar células progenitoras neurais, prejudicando a migração celular e a formação adequada das camadas do córtex,
demonstrando uma relação causal entre a infecção pelo Zika e alterações no desenvolvimento cerebral.”
Condições do neurodesenvolvimento
Nessa linha, os organoides cerebrais também são uma ferramenta para estudar condições genéticas do neurodesenvolvimento. O professor apresentou o projeto “Fada do Dente”, que utiliza células obtidas de dentes de leite para reproduzir as células-tronco e, depois, os organoides.
Assim, são criados modelos a partir de indivíduos que estão sob uma condição atípica, comparando a modelos de pessoas neurotípicas.
O mesmo acontece com a síndrome de Rett, outra condição genética do neurodesenvolvimento. “Nos organoides derivados de pessoas com a síndrome, os pesquisadores observaram uma redução significativa na formação de sinapses, que são as conexões entre os neurônios. Ao entender qual é a causa das alterações, o
estudo permite o avanço nos testes com medicamentos, por exemplo.” Muotri destacou que esse tipo de abordagem pode acelerar o desenvolvimento de terapias, porque permite testar diferentes estratégias diretamente em células humanas, antes de avançar para estudos clínicos.
Outro exemplo ainda mais avançado apresentado é a síndrome de Pitt-Hopkins, uma condição rara e grave.
Os organoides mostraram alterações na organização das células e das camadas corticais que não eram reproduzidas adequadamente pelos modelos animais disponíveis. “Com
base nesses estudos, pudemos identificar qual versão do gene relacionado à síndrome era mais relevante para o cérebro humano e desenvolver uma estratégia de terapia gênica. Assim, criamos um vetor capaz de reproduzir mecanismos de regulação do próprio gene, permitindo que a célula controlasse a quantidade produzida.”
Essa tecnologia desenvolvida foi comprada por uma empresa e, agora, está na fase de Ensaio Clínico, com pacientes sendo tratados em centros nos Estados Unidos,
Espanha e Israel.
Inteligência orgânica
Outra etapa das pesquisas relacionadas a esses organoides foi conectá-los a uma interface robótica, para analisar o desempenho em ambientes virtuais. Nessa situação, a atividade elétrica do organoide era utilizada para controlar um robô. Já em outro experimento, organoides foram colocados para interagir com ambientes virtuais, incluindo uma versão do jogo Pac-Man. A ideia era investigar a capacidade dessas redes neurais de aprender, adaptar-se e generalizar informações.
Segundo Muotri, os organoides conseguiram aprender determinadas regras e posteriormente adaptar o comportamento a novos ambientes. “Aqui surge o conceito
de “inteligência orgânica”, que é o futuro, indo além da inteligência artificial tradicional, uma vez que redes neurais biológicas podem apresentar vantagens em aspectos como
aprendizado rápido, generalização e eficiência energética.”
“E se os organoides
pudessem prever
como o cérebro de uma
pessoa se comporta?”
Alysson Muotri
Pesquisa espacial e a prevenção de doenças
E se, além de modelar uma doença já existente, os organoides também pudessem prever como o cérebro de uma pessoa pode se comportar, antes mesmo dos sintomas surgirem? Foi analisando os astronautas que surgiu a ideia de enviar esses modelos cerebrais para a Estação Espacial Internacional, em parceria com a NASA, pois, em 30 dias no
espaço, os tecidos humanos envelhecem aproximadamente 10 anos – se o mesmo acontecesse com os organoides, seriam 10 anos de avanço em apenas um mês.
No entanto, a pesquisa espacial também proporcionou outra descoberta: a observação da ativação de elementos virais que fazem parte do próprio DNA humano, os retrovírus
endógenos. “Mais de 20% do nosso genoma é composto por retrovírus que nos infectaram ao longo da evolução, mas, geralmente, eles permanecem silenciosos durante a nossa
vida. Porém, podem ser ativados durante o envelhecimento, ou estar relacionados a processos inflamatórios do organismo.”
Com essa constatação, os pesquisadores passaram a estudar se medicamentos antirretrovirais poderiam reduzir esse processo e, agora, um deles avançou para ensaio clínico no Brasil, em Fortaleza, para investigar o potencial no tratamento da síndrome de Rett.
Outro projeto apresentado por Muotri envolve a busca por moléculas terapêuticas na biodiversidade e no conhecimento tradicional de povos indígenas. “As equipes trabalham com comunidades originárias na Amazônia para identificar plantas utilizadas tradicionalmente para curar doenças, e investigar se há moléculas potencialmente úteis para o tratamento de doenças neurológicas.
A equipe trabalha com comunidades originárias para identificar plantas utilizadas tradicionalmente e investigar moléculas potencialmente úteis para doenças neurológicas.
Sob esses diferentes olhares e estudos, o pesquisador finalizou a palestra abordando a possibilidade da criação de laboratórios em órbita, capaz de produzir e testar os organoides no espaço, utilizando o ambiente espacial para estudar diferentes questões, como o envelhecimento, doenças neurodegenerativas, câncer e outras.
Entenda melhor:
Neurônios excitatórios:
São responsáveis por estimular o neurônio seguinte a disparar um impulso elétrico.
Neurônios astrócitos:
Esses neurônios fornecem sustentação ao sistema nervoso, interligando as sinapses.
Neurônios inibitórios:
Eles têm como função impedir que o neurônio seguinte dispare um impulso elétrico.
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