{"id":6059,"date":"2018-03-11T03:07:28","date_gmt":"2018-03-11T03:07:28","guid":{"rendered":"http:\/\/amigosdoweizmann.org.br\/stage\/?p=6059"},"modified":"2018-03-21T02:39:47","modified_gmt":"2018-03-21T02:39:47","slug":"o-cerebro-em-um-chip-revela-como-o-cerebro-se-dobra","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/amigosdoweizmann.org.br\/stage\/o-cerebro-em-um-chip-revela-como-o-cerebro-se-dobra\/","title":{"rendered":"O \u201cC\u00e9rebro em um Chip\u201d revela como o c\u00e9rebro se dobra"},"content":{"rendered":"

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\n\"\" F\u00edsica e biologia se re\u00fanem em um novo modelo de desenvolvimento cerebral<\/i><\/h3>\n

Nascer com uma \u201ctabula rasa\u201d \u2013 t\u00e1bua raspada em latim, ou uma p\u00e1gina em branco \u2013 no caso do c\u00e9rebro, \u00e9 uma esp\u00e9cie de maldi\u00e7\u00e3o. Nossos c\u00e9rebros j\u00e1 s\u00e3o enrugados como nozes no momento em que nascemos. Beb\u00eas que nascem sem essas rugas \u2013 uma s\u00edndrome conhecida como lisencefalia \u2013 sofrem s\u00e9rias defici\u00eancias de desenvolvimento e sua expectativa de vida \u00e9 notoriamente reduzida. O gene que causa essa s\u00edndrome ajudou recentemente os pesquisadores do Instituto Weizmann de Ci\u00eancias a sondar as for\u00e7as f\u00edsicas que d\u00e3o origem \u00e0s rugas no c\u00e9rebro. As constata\u00e7\u00f5es dos pesquisadores, publicadas hoje na revista Nature Physics<\/i>, descrevem um m\u00e9todo que eles desenvolveram para criar min\u00fasculos \u201cc\u00e9rebros em chips\u201d, compostos de c\u00e9lulas humanas que permitem rastrear os mecanismos f\u00edsicos e biol\u00f3gicos por tr\u00e1s do processo de enrugamento.<\/p>\n

Os min\u00fasculos c\u00e9rebros desenvolvidos no laborat\u00f3rio de c\u00e9lulas-tronco embrion\u00e1rias \u2013 os chamados organoides \u2013 foram descobertos na d\u00e9cada passada pelos professores Yoshiki Sasai no Jap\u00e3o e Juergen Knoblich na \u00c1ustria. A Prof\u00aa Orly Reiner do Departamento de Gen\u00e9tica Molecular do Instituto disse que seu laborat\u00f3rio, juntamente com diversos outros, adotaram a ideia de desenvolver organoides. Mas o Dr. Eyal Karzbrun, em seu laborat\u00f3rio, precisou acalmar um pouco o seu entusiasmo: As dimens\u00f5es dos organoides obtidos n\u00e3o tinham nada de uniformes; sem vasos sangu\u00edneos, seu interior n\u00e3o mantinha um fornecimento est\u00e1vel de nutrientes e come\u00e7aram a morrer; a espessura do tecido tamb\u00e9m n\u00e3o permitia boas imagens \u00f3pticas nem uma boa an\u00e1lise \u00a0por microsc\u00f3pio.<\/p>\n

Ent\u00e3o, Karzbrun desenvolveu uma nova abordagem para crescer estes organoides, segundo a qual, o grupo seria capaz de acompanhar o processo de crescimento em tempo real: Ele limitou o crescimento no eixo vertical. Isto gerou um organoide em formato de p\u00e3o \u201cpita\u201d \u2013 arredondado e achatado com um espa\u00e7o reduzido ao centro. Esse formato permitiu ao grupo gerar imagens do fino tecido \u00e0 medida que se desenvolvia e tamb\u00e9m o fornecimento de nutrientes a todas as c\u00e9lulas. E na segunda semana de crescimento e desenvolvimento dos min\u00fasculos \u201cc\u00e9rebros\u201d, as rugas come\u00e7aram a surgir e logo em seguida, a se aprofundar. Karzbrun: \u201cFoi a primeira vez que dobras foram observadas nos organoides, aparentemente devido \u00e0 arquitetura do nosso sistema.\u201d<\/p>\n

Karzbrun \u00e9 f\u00edsico por forma\u00e7\u00e3o, e naturalmente recorreu aos modelos f\u00edsicos para avaliar o comportamento de materiais el\u00e1sticos para compreender a forma\u00e7\u00e3o das rugas. As dobras ou rugas na superf\u00edcie resultam da instabilidade mec\u00e2nica \u2013 for\u00e7as de compress\u00e3o aplicadas a determinadas regi\u00f5es do material. Desta forma, por exemplo, se houver uma expans\u00e3o desigual em uma parte do material, outras partes podem ser for\u00e7adas a se dobrar, de forma a acomodar a press\u00e3o. Nos organoides, os cientistas encontraram instabilidade mec\u00e2nica desse tipo em dois locais: O citoesqueleto \u2013 esqueleto interno \u2013 das c\u00e9lulas no centro do organoide contra\u00eddo; e no n\u00facleo das c\u00e9lulas pr\u00f3ximas \u00e0 superf\u00edcie dilatada. Raciocinando de outra forma, a parte externa do p\u00e3o \u201cpita\u201d cresceu mais rapidamente do que o seu interior.<\/p>\n

Embora essa descoberta tenha sido impressionante, Reiner n\u00e3o se convenceu de que as rugas nos organoides estavam de fato moldando as dobras no c\u00e9rebro em desenvolvimento. O grupo ent\u00e3o gerou novos organoides, desta vez contendo as mesmas muta\u00e7\u00f5es que os beb\u00eas com lisencefalia apresentam. Reiner havia identificado esse gene \u2013 o LIS1 \u2013 em 1993, e j\u00e1 investigou sua fun\u00e7\u00e3o no c\u00e9rebro em desenvolvimento, assim como na s\u00edndrome em quest\u00e3o, que afeta um em cada 30.000 nascimentos. Entre outras coisas, o gene est\u00e1 envolvido na migra\u00e7\u00e3o de c\u00e9lulas nervosas para o c\u00e9rebro durante o desenvolvimento embrion\u00e1rio, e tamb\u00e9m regula o citoesqueleto e os mecanismos moleculares nas c\u00e9lulas.<\/p>\n

Os organoides com a muta\u00e7\u00e3o do gene cresceram na mesma propor\u00e7\u00e3o que os demais, por\u00e9m, desenvolveram poucas dobras, e mesmo essas tinham um formato bastante diferente das rugas normais. Trabalhando com a premissa de que as diferen\u00e7as entre as propriedades f\u00edsicas das c\u00e9lulas eram as respons\u00e1veis por essas varia\u00e7\u00f5es, o grupo investigou as c\u00e9lulas dos organoides com microsc\u00f3pios de for\u00e7a at\u00f4mica, com o aux\u00edlio do Dr. Sidney Cohen do Departamento de Apoio \u00e0 Pesquisa Qu\u00edmica. Conforme as medi\u00e7\u00f5es de elasticidade, as c\u00e9lulas normais eram duas vezes mais r\u00edgidas do que as c\u00e9lulas mutadas, que eram basicamente moles. Reiner: \u201cDescobrimos uma diferen\u00e7a significativa nas propriedades f\u00edsicas das c\u00e9lulas nos dois organoides, mas observamos uma diferen\u00e7a tamb\u00e9m em suas propriedades biol\u00f3gicas. Por exemplo, os n\u00facleos dos centros dos organoides mutantes se deslocavam mais lentamente, e percebemos diferen\u00e7as significativas na express\u00e3o dos genes.\u201d<\/p>\n

Mesmo antes da data de publica\u00e7\u00e3o da mat\u00e9ria, a comunidade cient\u00edfica j\u00e1 demonstrava grande interesse nessa nova abordagem aos organoides em crescimento. \u201cN\u00e3o se trata exatamente de um c\u00e9rebro, mas \u00e9 um modelo bastante razo\u00e1vel de desenvolvimento cerebral,\u201d \u2013 disse Reiner. \u201cAgora temos uma compreens\u00e3o bem melhor do que gera as rugas no c\u00e9rebro ou, no caso daqueles que sofrem a muta\u00e7\u00e3o, o que causa a lisencefalia.\u201d Os pesquisadores planejam continuar desenvolvendo sua abordagem, que acreditam poder levar a novas leituras em rela\u00e7\u00e3o a outros dist\u00farbios associados ao desenvolvimento cerebral, inclusive a microcefalia, a epilepsia e a esquizofrenia.<\/p>\n

Tamb\u00e9m participaram dessa pesquisa o Prof. Yaqub Hanna, que auxiliou no desenvolvimento das c\u00e9lulas-tronco embrion\u00e1rias, e a estudante de pesquisa Aditya Kshirsagar, da equipe de Reiner.<\/p>\n

 <\/p>\n

A pesquisa da Prof\u00aa. Orly Reiner tem o apoio do Instituto de Pesquisa de C\u00e9lulas-Tronco Helen & Martin Kimmel; do Centro de Doen\u00e7as Neurol\u00f3gicas Nella & Leon Benoziyo; do Instituto de Gen\u00e9tica M\u00e9dica da Fam\u00edlia Kekst; do Fundo de Pesquisa de C\u00e9lulas-Tronco Dr\u00aa Beth Rom-Rymer; da Funda\u00e7\u00e3o Dears; do Sr. e Sra. Jack Lowenthal; do esp\u00f3lio de David Georges Eskinazi; e do esp\u00f3lio de Jacqueline Coche. A Prof\u00aa. Reiner ocupa a cadeira de Bernstein-Mason de Neuroqu\u00edmica.<\/i><\/p>\n

O Instituto de Ci\u00eancia Weizmann, unidade de Rehovot, Israel, \u00e9 uma das principais institui\u00e7\u00f5es de pesquisas multidisciplinares do mundo. Conhecido pela sua explora\u00e7\u00e3o abrangente das ci\u00eancias naturais e exatas, o Instituto conta com o apoio de cientistas, estudantes, t\u00e9cnicos e pessoal de apoio. As iniciativas do Instituto na \u00e1rea de pesquisas incluem a busca por novas formas de combate a doen\u00e7as e \u00e0 fome, a an\u00e1lise de importantes quest\u00f5es nas \u00e1reas de matem\u00e1tica e ci\u00eancias da computa\u00e7\u00e3o, estudos sobre a f\u00edsica da mat\u00e9ria e do universo, a cria\u00e7\u00e3o de novos materiais e o desenvolvimento de novas estrat\u00e9gias para prote\u00e7\u00e3o do meio ambiente.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

F\u00edsica e biologia se re\u00fanem em um novo modelo de desenvolvimento cerebral Nascer com uma \u201ctabula rasa\u201d \u2013 t\u00e1bua raspada em latim, ou uma p\u00e1gina em branco \u2013 no caso do c\u00e9rebro, \u00e9 uma esp\u00e9cie de maldi\u00e7\u00e3o. Nossos c\u00e9rebros j\u00e1 s\u00e3o enrugados como nozes no momento em que nascemos. Beb\u00eas que nascem sem essas rugas \u2013 uma s\u00edndrome conhecida como lisencefalia \u2013 sofrem s\u00e9rias defici\u00eancias de desenvolvimento e sua expectativa de vida \u00e9 notoriamente reduzida. O gene que causa essa s\u00edndrome ajudou recentemente os pesquisadores do Instituto Weizmann de Ci\u00eancias a sondar as for\u00e7as f\u00edsicas que d\u00e3o origem \u00e0s rugas no c\u00e9rebro. As constata\u00e7\u00f5es dos pesquisadores, publicadas hoje na revista Nature Physics, descrevem um m\u00e9todo que eles desenvolveram para criar min\u00fasculos \u201cc\u00e9rebros em chips\u201d, compostos de c\u00e9lulas humanas que permitem rastrear os mecanismos f\u00edsicos e biol\u00f3gicos por tr\u00e1s do processo de enrugamento. Os min\u00fasculos c\u00e9rebros desenvolvidos no laborat\u00f3rio de c\u00e9lulas-tronco embrion\u00e1rias \u2013 os chamados organoides \u2013 foram descobertos na d\u00e9cada passada pelos professores Yoshiki Sasai no Jap\u00e3o e Juergen Knoblich na \u00c1ustria. A Prof\u00aa Orly Reiner do Departamento de Gen\u00e9tica Molecular do Instituto disse que seu laborat\u00f3rio, juntamente com diversos outros, adotaram a ideia de desenvolver organoides. Mas o Dr. Eyal Karzbrun, em seu laborat\u00f3rio, precisou acalmar um pouco o seu entusiasmo: As dimens\u00f5es dos organoides obtidos n\u00e3o tinham nada de uniformes; sem vasos sangu\u00edneos, seu interior n\u00e3o mantinha um fornecimento est\u00e1vel de nutrientes e come\u00e7aram a morrer; a espessura do tecido tamb\u00e9m n\u00e3o permitia boas imagens \u00f3pticas nem uma boa an\u00e1lise \u00a0por microsc\u00f3pio. Ent\u00e3o, Karzbrun desenvolveu uma nova abordagem para crescer estes organoides, segundo a qual, o grupo seria capaz de acompanhar o processo de crescimento em tempo real: Ele limitou o crescimento no eixo vertical. Isto gerou um organoide em formato de p\u00e3o \u201cpita\u201d \u2013 arredondado e achatado com um espa\u00e7o reduzido ao centro. Esse formato permitiu ao grupo gerar imagens do fino tecido \u00e0 medida que se desenvolvia e tamb\u00e9m o fornecimento de nutrientes a todas as c\u00e9lulas. E na segunda semana de crescimento e desenvolvimento dos min\u00fasculos \u201cc\u00e9rebros\u201d, as rugas come\u00e7aram a surgir e logo em […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":6068,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[24],"tags":[],"class_list":["post-6059","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-noticias"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/amigosdoweizmann.org.br\/stage\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6059","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/amigosdoweizmann.org.br\/stage\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/amigosdoweizmann.org.br\/stage\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/amigosdoweizmann.org.br\/stage\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/amigosdoweizmann.org.br\/stage\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=6059"}],"version-history":[{"count":5,"href":"https:\/\/amigosdoweizmann.org.br\/stage\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6059\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":6069,"href":"https:\/\/amigosdoweizmann.org.br\/stage\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/6059\/revisions\/6069"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/amigosdoweizmann.org.br\/stage\/wp-json\/wp\/v2\/media\/6068"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/amigosdoweizmann.org.br\/stage\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=6059"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/amigosdoweizmann.org.br\/stage\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=6059"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/amigosdoweizmann.org.br\/stage\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=6059"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}