ROCHESTER, Minnesota — Usando modelos humanos de “minicérebros” conhecidos como organoides, a Mayo Clinic e os cientistas da Universidade de Yale descobriram que as raízes do transtorno do espectro autista podem estar associadas com um desequilíbrio de neurônios específicos que exercem uma função crítica na forma como o cérebro se comunica e funciona. As células específicas são conhecidas como neurônios corticais excitatórios.

O novo estudo foi publicado na revista científica Nature Neuroscience.

Descobertas

A equipe descobriu um desequilíbrio anormal de neurônios excitatórios no prosencéfalo de pessoas com o distúrbio, dependendo do tamanho da cabeça.

“Esta tecnologia organoide viabilizou para nós a recriação da alteração do desenvolvimento do cérebro que aconteceu em pacientes no momento em que estavam no útero. Existe a crença de que este é o momento em que o transtorno do espectro autista se origina”, explica o Dr. Alexej Abyzov, Ph.D., pesquisador genômico no Departamento Ciências de Cuidados Quantitativos no Centro de Medicina Individualizada da Mayo Clinic. O Dr. Abyzov é autor sênior do estudo.

O que é o transtorno do espectro autista

O transtorno do espectro autista é uma condição neurológica que afeta a forma como as pessoas percebem e interagem com as outras. Ele gera desafios para a comunicação social e o comportamento. O termo “espectro” enfatiza uma grande variedade de sintomas e gravidades. Ele inclui autismo, síndrome de Asperger, transtorno desintegrativo da infância e uma forma não específica de transtorno invasivo do desenvolvimento.

A Organização Mundial da Saúde estima que 1 em cada 100 crianças ao redor do mundo tem autismo.

Outras informações sobre os “minicérebros”

Para o estudo, os cientistas criaram, primeiramente, modelos tridimensionais em miniatura semelhantes ao cérebro, chamados de organoides. Os agrupamentos de células do tamanho de uma ervilha começaram como células da pele de pessoas com o transtorno do espectro autista. As células da pele foram colocadas em uma placa de Petri e “reprogramadas” para voltar a um estado semelhante a uma célula-tronco, chamadas de células-tronco pluripotentes induzidas. Essas chamadas células-mestras podem ser induzidas a se desenvolver em qualquer célula do corpo, incluindo células cerebrais. 

Em seguida, os cientistas usaram uma tecnologia especial chamada sequenciamento de ácido ribonucleico (RNA) de célula única para estudar os padrões de expressão do gene de células cerebrais individuais. Ao todo, eles examinaram 664.272 células cerebrais em três diferentes estágios de desenvolvimento cerebral.

Os cientistas também descobriram que o desequilíbrio dos neurônios resultou de alterações na atividade de determinados genes conhecidos como “fatores de transcrição”, que desempenham uma função essencial no direcionamento do desenvolvimento das células durante os estágios iniciais da formação cerebral.

Construção das evidências

Este estudo tem como base 13 anos de estudos publicados sobre o transtorno do espectro do autismo pelo Dr. Abyzov e seus colaboradores, incluindo a Dra. Flora Vaccarino, neurocientista da Universidade de Yale. Em um estudo pioneiro, eles demonstraram as diferenças moleculares no organoides entre as pessoas com e sem autismo, e implicou a desregulação de um fator de transcrição específico chamado FOXG1 como causa subjacente do transtorno.

“O autismo é sobretudo uma doença genética. Nosso objetivo é ter a capacidade de determinar o risco do transtorno do espectro autista e possivelmente evitá-lo em uma criança não nascida usando exames genéticos durante o pré-natal. No entanto, isso exigiria um conhecimento detalhado de como a regulação do cérebro é prejudicada durante o desenvolvimento. Existem muitos aspectos nos quais os organoides poderiam ajudar nesta direção”, explica o Dr. Abyzov.

Veja o estudo para obter uma lista completa de autores, divulgações e financiamento.

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