Tecido cerebral neandertal é recriado em laboratório

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Imagem: Science Magazine/J. Cohen
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Em 2010, o geneticista Svante Pääbo conseguiu extrair e sequenciar o DNA a partir de ossos de três mulheres neandertais; uma década depois, os genes desse ancestral humano agora florescem, em placas de vidro, na forma de tecido cerebral neandertal.

Três elementos foram usados para criar os "minicérebros": DNA neandertal, o editor de genoma CRISPR e organoides (estruturas com origem em células-tronco e que se parecem com um tecido original específico – nesse caso, o tecido cerebral).

Uma equipe da University of California, San Diego (UCSD), liderada pela geneticista Alysson Muotri, conseguiu que essas bolhas de tecido modificado se expressassem como o córtex cerebral. Na aparência, eles têm tamanhos diferentes, formando redes neurais de maneira diversa à de organoides com DNA humano moderno. "Estamos tentando recriar mentes neandertais", disse Muotri à Science Magazine.

Forma e estrutura diversas

A pesquisa (ainda não publicada) usa um dos 200 genes neandertais que mudaram no H. sapiens – especificamente, o que codifica a proteína NOVA1, ligada ao autismo e à esquizofrenia (entre homem moderno e ancestral, a diferença é de apenas um par de bases).

Usando o CRISPR, a equipe inseriu as “bases neandertais” no gene humano. Depois de meses, as células-tronco com DNA ancestral se converteram em organoides (ou “neanderoides”, como diz Muotri) até o estágio em que foram detectados sinais elétricos. E as diferenças surgiram logo à vista: os “neanderoides” têm a forma de uma pipoca, enquanto os “humanroides” são redondos.

Células modificadas com gene neandertal (à esquerda) se desenvolvem de maneira diferente das com gene humano (à direita).Células modificadas com gene neandertal (à esquerda) se desenvolvem de maneira diferente das com gene humano (à direita).Fonte:  Alysson Muotri/Divulgação 

Por uma razão ainda desconhecida, os neurônios modificados migram dentro das bolhas de tecido mais rapidamente ao se organizarem em estruturas, formam menos conexões sinápticas e criam redes neurais anormais.

Segundo Muotri, esse desenvolvimento tem similaridade com o que ela encontrou em tecido cerebral de crianças com autismo. “Nos humanos modernos, essas mudanças estão ligadas a defeitos no desenvolvimento cerebral necessário à socialização. Se acreditamos que essa é uma das nossas vantagens sobre os neandertais, a descoberta é relevante".

Longe de um cérebro real

Para Svante Pääbo, hoje diretor do Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology, é muito difícil descobrir quais diferenças genéticas são "funcionalmente relevantes", já que organoides "estão longe de nos dizer como os cérebros adultos funcionam".

O geneticista fez parte de um estudo, publicado na revista Stem Cell Reports, que também usou organoides de tecido cerebral a partir de células-tronco humanas modificadas com DNA e proteínas neandertais.

O objetivo é entender como neandertais e humanos modernos se relacionam. Como exemplo de genoma humano moderno, os geneticistas escolheram o de indivíduos do Reino Unido e do norte da Europa — população altamente provável de ter genes ancestrais. O neandertal usado foi o de referência, extraído em 2010 por Pääbo.

A maior parte do DNA ancestral foi extraído de ossos de três mulheres neandertais, encontrados na caverna Vindija, na Croácia.A maior parte do DNA ancestral foi extraído de ossos de três mulheres neandertais, encontrados na caverna Vindija, na Croácia.Fonte:  Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology/Reprodução 

"Queríamos descobrir quais partes derivam dos neandertais – cada indivíduo tem entre 1% e 4% do genoma ancestral", disse à CNN o geneticista da University of Basel Grayson Camp, principal autor do estudo.

A equipe também criou organoides com genes de chimpanzés para determinar a linha evolutiva do cérebro humano e de outros grandes primatas.

A equipe europeia criou ainda organoides com genes de chimpanzés.A equipe europeia criou ainda organoides com genes de chimpanzés.Fonte:  University of Basel/Grayson Camp 

“Não são ‘cérebros neandertais cultivados em laboratório’; são células humanas que possuem DNA neandertal dentro delas", frisou Camp.

Segundo ele, futuramente tecidos de outros órgãos poderão ser cultivados e estudados dessa maneira, como forma de entender como os genes neandertais teriam moldado o homem moderno.

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