Através de células estaminais derivadas de pacientes com esclerose lateral amiotrófica (ELA) , uma equipa de pesquisa do Cedars-Sinai (Estados Unidos) desenvolveu um modelo da doença que pode ajudar a identificar as suas origens e possíveis tratamentos eficazes.
Num artigo publicado na revista Cell Stem Cell, cientistas detalham a criação do que eles apelidaram de “ELA num chip”, uma plataforma experimental que já começou a oferecer pistas valiosas sobre os fatores não genéticos que podem estar por trás desta patologia grave, também conhecida como doença de Lou Gehrig.
Um ambiente mais realista para estudar neurónios motores
O estudo baseia-se em pesquisas anteriores nas quais células adultas de pacientes foram reprogramadas em células estaminais. A partir delas, os investigadores geraram neurónios motores, os principais neurónios afetados na ELA, cuja degeneração progressiva leva à perda de funções como movimento, fala, deglutição e até mesmo respiração.
Nesta nova pesquisa, investigadores implantaram neurónios motores de pacientes com ELA nos canais superiores de chips microprojetados, enquanto células da barreira hematoencefálica foram colocadas nos canais inferiores. Os dois espaços são separados por uma membrana porosa, que permite a circulação de fluídos, imitando o fluxo sanguíneo natural no corpo.
Como grupo de controle, outros chips foram criados com células de pessoas sem ELA, e mais de 10.000 genes nos neurónios motores de ambos os grupos foram analisados através de tecnologias avançadas.
“No nosso trabalho inicial, não conseguimos detetar muitas diferenças entre os neurónios motores de pacientes com ELA e aqueles de indivíduos saudáveis”, explicou Clive Svendsen, diretor executivo do Instituto Cedars-Sinai de Medicina Regenerativa e autor sénior do estudo.
“No entanto, esses estudos utilizaram uma cultura laboratorial tradicional, que é tão estática quanto um lago. No corpo, os vasos sanguíneos fornecem um fluxo constante de fluídos para absorver nutrientes e remover resíduos, e podem até fornecer outros tipos de suporte aos neurónios motores”, acrescentou.
Graças ao ambiente dinâmico dos chips especializados, os neurónios motores amadureceram mais completamente, permitindo que alterações específicas fossem detetadas em células de pacientes com ELA.
“Ficamos intrigados ao descobrir que a sinalização do glutamato, uma substância química que envia mensagens excitatórias entre os neurónios, estava alterada nos neurónios motores da ELA”, disse Svendsen. “A libertação excessiva de glutamato tem sido considerada há muito tempo uma possível causa da ELA, e um dos poucos medicamentos aprovados para tratar a doença tem como alvo esse neurotransmissor. As alterações que encontramos não parecem causar problemas para os neurónios motores quando jovens, mas, à medida que envelhecemos, é possível que esse aumento na sinalização do glutamato seja parte da razão pela qual os neurónios motores morrem na ELA.”
Embora estes resultados abram novas linhas de pesquisa, Svendsen enfatiza que o próximo passo é testar se esse excesso de glutamato causa diretamente disfunção ou morte celular.
Svendsen também reconhece que o glutamato é provavelmente apenas uma peça de um quebra-cabeça muito mais complexo que compõe a origem da ELA. “Esses modelos permitem-nos entender melhor os estágios iniciais do processo da doença”, acrescenta. “Ainda não conectamos todos os pontos, mas, com base nessas descobertas, temos um modelo que nos permitirá testar as nossas teorias. Se conseguirmos demonstrar que a sinalização do glutamato, em última análise, causa neurónios motores na ELA, por exemplo, poderemos aplicar medicamentos no lado do chip afetado pelos vasos sanguíneos para simular um ensaio clínico. Estes experimentos já estão em andamento.”.
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