Cientistas desenvolveram minúsculos cérebros humanos no espaço para pesquisar novos tratamentos para Alzheimer, Parkinson e lesões na coluna vertebral.
O ambiente de baixa gravidade na Estação Espacial Internacional (ISS) permitiu aos pesquisadores desenvolver organoides cerebrais em apenas 72 horas. Este processo pode levar meses na Terra.
Os organoides, que são massas de células cultivadas artificialmente que imitam a estrutura e a função de um órgão humano, permitiram aos pesquisadores testar um novo método para curar doenças neurológicas atualmente intratáveis.
O novo tratamento promissor, desenvolvido pela empresa de biotecnologia Axonis Therapeutics, utiliza um vírus reprogramado para fornecer terapia genética benéfica às células do sistema nervoso central (SNC).
Esses vírus modificados são chamados de vetores virais e podem ser particularmente úteis no tratamento de Alzheimer, Parkinson e lesões na medula espinhal.
Quase 600.000 americanos são diagnosticados com Alzheimer ou Parkinson a cada ano, e cerca de 18.000 novas lesões na medula espinhal ocorrem anualmente nos EUA.
Os testes revelaram que o tratamento da empresa funcionou em ratos. Mas as terapias genéticas eficazes em modelos de roedores muitas vezes falham em humanos.
A Axionis Therapeutics precisava realizar testes usando um modelo preciso do sistema nervoso central humano, que foi o que os levou a tentar cultivar organoides cerebrais humanos no espaço.
Cientistas da Estação Espacial Internacional (ISS) desenvolveram organoides semelhantes a cérebros no espaço para pesquisar novos tratamentos para Alzheimer, Parkinson e lesões na coluna vertebral
Os cientistas podem cultivar células do SNC na Terra, mas a gravidade as força a se organizarem em camadas únicas bidimensionais, o que dificulta a cultura da estrutura tridimensional e da complexidade dos grupos funcionais das células cerebrais.
Estes organoides cultivados no espaço forneceram rapidamente um modelo altamente preciso do cérebro humano, permitindo aos investigadores da ISS testar verdadeiramente a eficácia do novo tratamento de vetores virais.
“Fazer pesquisas no espaço não é algo em que você pensaria normalmente”, disse Shane Hegarty, cofundador e diretor científico da Axonis Therapeutics.
“Mas a oportunidade de aproveitar as condições de microgravidade pode desbloquear muito potencial intocado, expandindo os limites da ciência num ambiente único”, acrescentou ele num comunicado. declaração.
Em agosto de 2023, a Axonis Therapeutics lançou frascos congelados de seu vetor viral, neurônios maduros e astrócitos – ou células que mantêm as células nervosas no lugar e as ajudam a se desenvolver – em direção à ISS a bordo de uma missão de reabastecimento de carga.
Uma equipe de pesquisadores do laboratório flutuante injetou então esses materiais em uma máquina chamada BioCell, que é um sistema especializado de cultura de células.
Eles carregaram o vetor viral com um gene de proteína fluorescente. Se ele se infiltrasse com sucesso nos neurônios e implantasse o gene dentro deles, eles brilhariam em verde neon.
Em apenas 72 horas, as células não apenas se organizaram em organoides tridimensionais do cérebro humano, mas também brilhavam.
O astronauta da NASA Mike Barratt processa amostras de organoides cerebrais a bordo da ISS para um projeto de pesquisa diferente conduzido este ano
Os pesquisadores da ISS usaram um sistema especializado de cultura de células chamado BioCell para fazer crescer as organelas cerebrais e testar a eficácia do vetor viral.
“O dia essential foi quando a tripulação estava a fazer a microscopia e vimos grandes agregados de tecido 3D verde e brilhante”, disse a investigadora Sheila Nielsen da BioServe House Applied sciences, a organização de investigação que criou a BioCell.
“Shane e eu estávamos enviando imagens dos organoides um para o outro e ficamos muito extasiados porque isso é algo que eles nunca tinham visto no solo”, acrescentou ela no comunicado.
Os vírus são muito eficientes em infectar células e inserir materials genético nelas.
É assim que adoecem os seus hospedeiros – o materials genético inserido danifica as células e permite que o vírus se reproduza, provocando uma resposta imunitária.
Mas os cientistas podem reprogramar os vírus para transportar terapias genéticas benéficas para as células, proporcionando um tratamento direcionado para doenças ou lesões.
Este estudo demonstrou que o vetor viral da Axonis Therapeutics seria capaz de fornecer terapia genética a neurônios humanos.
“Foi muito emocionante – fomos capazes de validar a capacidade de direcionamento da terapia genética e mostrar que de fato formamos rapidamente modelos assemblóides 3D do cérebro humano”, disse Hegarty.
“O maior avanço é que você pode auto-montar neurônios e astrócitos maduros rapidamente em um modelo do cérebro em condições de microgravidade, o que não é possível fazer no solo”.
