Mini cérebros neandertais estão crescendo em placas de Petri

Por , em 27.06.2018

Os mini cérebros neandertais parecem pipocas

Os neandertais foram extintos cerca de 40.000 anos atrás, mas isso não impediu pesquisadores da Universidade da Califórnia em San Diego (EUA) de cultivar uma versão minúscula do cérebro dessa espécie humana antiga em laboratório.

O estudo desses “mini cérebros”, crescidos em placas de Petri, pode revelar por que os Homo neanderthalensis se extinguiram enquanto os Homo sapiens passaram a dominar o planeta.

Humanos modernos: vantagem genética?

Entre as diversas espécies humanas antigas, os neandertais são particularmente fascinantes porque compartilharam a Terra conosco, e há inclusive evidências genéticas de que nós fizemos sexo com eles. Logo, um pouco dos genes neandertais sobrevive em populações humanas modernas.

Apesar disso, eles não perduraram, e nós sim. De acordo com o principal autor do novo estudo, Alysson Muotri, diretor do Programa de Células-Tronco da Universidade da Califórnia, talvez as diferenças genéticas entre os cérebros das duas espécies possam explicar porque uma morreu e outra teve sucesso.

Em outras palavras, é possível que os humanos modernos tenham alcançado grandes avanços tecnológicos por conta de possuírem redes neurais mais sofisticadas.

Para investigar essa hipótese, Muotri e seus colegas compararam o genoma dos neandertais (anteriormente extraído de ossos fósseis e sequenciado por outros pesquisadores) com o dos humanos modernos.

Criando um mini cérebro neandertal

Dos 200 genes candidatos que mostraram diferenças significativas entre as duas espécies, os pesquisadores decidiram se concentrar em um: o NOVA1.

O NOVA1 é altamente expresso durante o desenvolvimento neural e tem sido associado a condições neurológicas como autismo e esquizofrenia. Além disso, é notavelmente semelhante em humanos e neandertais, com apenas um único par de bases (ou par de “letras” de DNA) distinto entre as duas espécies.

Os cientistas realizaram um processo semelhante ao utilizado anteriormente para desenvolver mini cérebros humanos (chamados de organoides) em laboratório, mas precisaram da ferramenta de edição de genes conhecida como CRISPR para “editar” o gene que seria diferente nos neandertais.

O método levou entre seis e oito meses. Depois de totalmente crescidos, os mini cérebros neandertais mediam cerca de 0,5 centímetros.

Descobertas

Os mini cérebros não podem crescer mais porque não são vascularizados, o que significa que não têm suprimento de sangue. Em vez disso, as células cerebrais (até 400.000 por mini cérebro) recebem nutrientes por difusão.

Mini cérebros humanos de laboratório são geralmente redondos, mas os neandertais apresentaram também estruturas tubulares alongadas, de forma que parecem pipocas. Algumas das células também migraram mais rapidamente da sua origem durante o desenvolvimento, o que poderia explicar seu formato incomum.

Os mini cérebros humanos criados em laboratório são redondos

Por fim, Muotri acrescentou que os organoides neandertais não tinham tantas conexões sinápticas e tinham redes neuronais alteradas. Essas características são similares às vistas em mini cérebros humanos com autismo.

No entanto, é difícil dizer o que essa semelhança significa, se é que significa alguma coisa. “Uma correlação não implica que sejam semelhantes. Só podemos especular sobre [o assunto] nesta fase [da pesquisa]”, afirmou.

Próximos passos

Svante Pääbo, diretor do Instituto Max Planck de Antropologia Evolucionária em Leipzig (Alemanha), que também está trabalhando na criação de mini cérebros neandertais em um estudo separado, concorda que é cedo para tirar conclusões.

“Os organoides estão longe de poder nos dizer como funcionam cérebros adultos”, disse Pääbo ao portal Live Science. Segundo ele, o método às vezes pode introduzir mutações não intencionais.

Mesmo assim, com experimentos controlados, há bastante esperança de superar quaisquer dúvidas. Pääbo espera comparar os organoides neandertais com mini cérebros criados a partir de células de chimpanzés e humanos.

Já a equipe de Muotri, que inventou uma maneira de robôs medirem os sinais elétricos enviados pelos mini cérebros, quer, em última análise, testar como os organoides neandertais aprendem.

No fim, a pesquisa pode revelar quais variantes genéticas são fundamentais para o sucesso humano. “Ao fazer isso sistematicamente, vamos aprender quais são as alterações genéticas que nos tornaram exclusivamente humanos e por que foram positivamente selecionadas”, resume Muotri. [LiveScience]

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