“Minicérebros” cultivados em laboratório ajudam a Mayo Clinic a pesquisar terapias para a dependência de opioides
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ROCHESTER, Minnesota — Cientistas da Mayo Clinic desenvolveram em laboratório modelos 3D de cérebros em miniatura a partir de células humanas para estudar a dependência de opioides e a resposta ao tratamento com essas substâncias. Como resultado, a equipe descobriu alterações em células cerebrais específicas de pessoas diagnosticadas com transtorno por uso de opioides. O novo estudo, publicado na revista Molecular Psychiatry, ajuda a esclarecer um possível alvo terapêutico e contribui para conhecer o caminho da dependência de opioides.
“O cérebro humano é incrivelmente complexo, e a maneira como os opioides afetam o cérebro na dependência permanece incerta, apesar do número crescente de mortes por overdose de opioides”, diz a autora principal, a Dra. Ming-Fen Ho, Ph.D., bióloga de células-tronco na Mayo Clinic em Rochester.
“A nova tecnologia de 'minicérebro' nos dá acesso ao estudo de transtornos complexos do cérebro humano de maneiras que nunca tivemos antes”, diz a Dra. Ho, que começou sua carreira como enfermeira e obteve seu Ph.D. em genética molecular, uma nova maneira de continuar sua paixão por ajudar os pacientes. Como parte da pesquisa sobre a dependência, a Dra. Ho passou um tempo ouvindo os pacientes na clínica para saber mais sobre as experiências que eles tiveram.
De acordo com a Organização Mundial da Saúde, as overdoses de opioides são um problema crescente em todo o mundo. Milhões de pessoas desenvolveram dependência de medicamentos opioides e dependem de tratamentos como buprenorfina para reduzir os desejos ou fissuras e os sintomas da abstinência.
“Considerando o uso extensivo e a epidemia global de opioides, é essencial que entendamos como essas substâncias e os medicamentos usados para tratar o transtorno do uso de opioides alteram a função das células cerebrais no nível celular”, diz a Dra. Ho.
Para o estudo, a Dra. Ho e sua equipe criaram modelos 3D de cérebros em miniatura, chamados organoides. Os conjuntos 3D de células do tamanho de uma ervilha começaram como células do sangue de pacientes diagnosticados com transtorno por uso de opioides. As células do sangue foram colocadas em uma placa de Petri e “reprogramadas” para voltar um estado semelhante a uma célula-tronco, chamada de células-tronco pluripotentes induzidas. Essas células-mestras podem ser induzidas a se desenvolver em qualquer célula do corpo, incluindo células cerebrais.
“As células crescem e se reúnem por conta própria para reproduzir partes do cérebro, nesse caso, o córtex pré-frontal”, diz a Dra. Ho. “Escolhemos o córtex pré-frontal porque estudos pré-clínicos e clínicos anteriores identificaram um envolvimento fundamental dessa região do cérebro na dependência.”
Em seguida, a equipe estudou os efeitos de dois medicamentos, oxicodona e buprenorfina sobre os organoides, e fez análises de caminhos para cada medicamento. A Dra. Ho e sua equipe descobriram caminhos biológicos relacionados à dependência de opioides no nível celular. Os resultados sugerem uma relação entre dependência de opioides e inflamação, que é quando o sistema imunológico no cérebro está hiperativo.
“Nossos estudos têm implicações para mecanismos moleculares que nos ajudarão a entender o efeito dos opioides no cérebro, e são um passo em direção à descoberta de novos agentes terapêuticos para o tratamento e a prevenção da dependência de opioides”, diz a Dra. Ho. “Um próximo passo importante para a pesquisa envolverá testes dessas possíveis terapias para o tratamento da dependência de opioides usando organoides gerados de pessoas saudáveis, bem como de pessoas com dependência de opioides.”
A pesquisa foi apoiada em parte pelo Centro de Medicina Individualizada da Mayo Clinic, pelos National Institutes of Health e pela Terrance and Bette Noble Foundation.
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Contato de mídia: Susan Murphy, Comunicações da Mayo Clinic, newsbureau@mayo.edu
