“Minicérebros” amadurecem com grafeno em estudo sobre Alzheimer

Uma das pesquisas mais revolucionárias sobre Alzheimer acaba de dar mais um passo importante: cientistas criaram um método para amadurecer “minicérebros” usando grafeno, uma folha de carbono com um átomo de espessura.

A iniciativa do Instituto de Células-Tronco Sanford da Universidade da Califórnia em San Diego (EUA) conta com a participação do brasileiro Alysson Muotri, professor de pediatria e diretor do Centro Integrado de Pesquisa Orbital de Células-Tronco Espaciais da instituição.

“Isso é um divisor de águas para a pesquisa cerebral”, disse ele. “Agora, podemos acelerar a maturação de organoides cerebrais sem alterar seu código genético, abrindo portas para pesquisas sobre doenças, interfaces cérebro-máquina e outros sistemas que combinam células cerebrais vivas com tecnologia.”

Cultivando cérebros

• Organoides cerebrais, popularmente conhecidos como minicérebros, são modelos tridimensionais do cérebro humano derivados de células-tronco cultivados para o estudo de doenças neurológicas;
• No entanto, eles amadurecem lentamente, podendo levar décadas para atingir as condições necessárias. Até agora, os métodos de estimulação exigiam modificação genética (optogenética) ou correntes elétricas diretas, que podem danificar neurônios frágeis;
• Na nova pesquisa, os cientistas desenvolveram uma maneira segura, não genética, biocompatível e não prejudicial de influenciar a atividade neural ao longo de dias ou semanas;
• O método — batizado de Estimulação Óptica Mediada por Grafeno (GraMOS, na sigla em inglês) — utiliza propriedades optoeletrônicas do grafeno para converter luz em sinais elétricos.

“Usando grafeno e luz, conseguimos estimular os neurônios a formarem conexões e amadurecerem mais rapidamente, sem as ferramentas optogenéticas tradicionais”, disse Elena Molokanova, Ph.D., coautora correspondente, CEO e inventora da tecnologia GraMOS na NeurANO Bioscience. “É como dar a eles um leve empurrão para crescerem mais rápido — essencial para estudar doenças relacionadas à idade em uma placa de vidro.”

Agora, os pesquisadores podem estudar a progressão da doença mais cedo, com novos insights sobre como enfermidades, como o Alzheimer, alteram os circuitos cerebrais, reduzindo, também, os prazos de testes de medicamentos. 

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Teste mesclando minicérebros e robôs

Em uma prova de conceito, os cientistas conectaram organoides cerebrais com interface de grafeno a um sistema robótico equipado com sensores. Ao detectar um obstáculo, o robô enviava um sinal para o “minicérebro”, que, então, o fazia mudar de rota.

Essa integração de sistemas neuro-biohíbridos mostra o potencial do grafeno em neurociência, nanotecnologia e neuroengenharia, segundo a equipe, e pode ajudar no desenvolvimento de próteses avançadas, por exemplo.

“Este é apenas o começo”, disse Muotri. “A combinação da versatilidade do grafeno com a biologia dos organoides cerebrais pode redefinir o que é possível na neurociência, desde a compreensão do cérebro até a criação de paradigmas tecnológicos inteiramente novos.”