Utilizando células-tronco embriônicas ou células-tronco pluripotentes induzidas, cientistas do Instituto de Biotecnologia Molecular (IMBA) da Academia de Ciências Austríaca, em Viena, liderados pelo pesquisador Jüergen Knoblich, produziram os primeiros minicérebros da história da ciência.
Diferente de outros grupos de pesquisadores que fizeram crescer pequenos trechos de tecido nervoso, o grupo austríaco conseguiu fazer crescer tecido que continha tanto um córtex, que é a camada externa especializada do cérebro, e outras regiões do cérebro, como a retina.
Cultivadas em condições que permitiram com que elas se diferenciassem no neuroectoderma, as células-tronco acabaram desenvolvendo um sistema nervoso sobre gotículas de gel que serviram de estrutura para guiar o crescimento do tecido.
Depois de 15 a 20 dias, o tecido formou minicérebros, chamados organoides cerebrais, bem parecidos com um ventrículo cerebral que contém fluido cerebrospinal no cérebro humano. Depois de 20 a 30 dias, alguns organoides formaram áreas cerebrais definidas, incluindo o córtex cerebral, tecido retiniano, meninges, e o plexo coroide.
Os minicérebros cresceram até atingir 2 a 3 mm de diâmetro e duraram cerca de 10 meses. Para crescer mais, precisam de um sistema circulatório responsável pelo transporte de nutrientes e oxigênio aos mesmos.
Apesar de se diferenciarem em várias estruturas, os minicérebros não são capazes de consciência ou outras funções cognitivas superiores, e serão usados para estudar o desenvolvimento do cérebro, e também algumas doenças que atacam o mesmo, como a microcefalia, substituindo os cérebros de rato.
Para estudar a microcefalia, foram utilizadas células epidérmicas de um portador desta anomalia, que foram induzidas em células-tronco pluripotentes, a partir das quais foram desenvolvidos os minicérebros. E a análise do crescimento do minicérebro microcéfalo já resultou em uma hipótese para explicar a doença: aparentemente, os pacientes desenvolvem neurônios cedo demais, antes que o cérebro tenha tamanho apropriado.
Outro uso para os minicérebros de laboratório é o teste de novos medicamentos, a análise de como as substâncias que o homem tem criado afetam o desenvolvimento do cérebro, e o estudo de outras desordens cerebrais, além da microcefalia. O artigo descrevendo o trabalho da equipe austríaca foi publicado no periódico científico Nature.
