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Cientistas criam neurônios humanos que respondem a estímulos dolorosos

Cientistas criam neurônios humanos que respondem a estímulos dolorosos

Pesquisadores brasileiros
desenvolvem método para criar neurônios sensitivos humanos em laboratório. A
técnica abre inúmeras possibilidades de pesquisa e oferece alternativa ao uso
de animais em experimentos.

Há muito
tempo a comunidade científica busca saídas para substituir o uso de animais em
laboratório. Porém, a criação de modelos alternativos para experimentação é uma
tarefa árdua, pois requer simular, na bancada, toda a complexidade dos seres
vivos. Recentemente, cientistas do Instituto D’Or de Pesquisa e Ensino deram
mais um passo nesse caminho: conseguiram criar, no laboratório, neurônios
humanos responsivos à estímulos dolorosos – um feito inédito, publicado hoje (22/08) na revista Frontiers in Molecular Neuroscience.

“Pela
primeira vez, foi possível criar neurônios sensitivos humanos em laboratório e
comprovar sua atividade funcional quando expostos a estímulos nociceptivos,
isto é, que podem causar dor”, celebra a pesquisadora Marília Guimarães, uma
das autoras do estudo, colaboradora do Instituto D’Or e professora da Universidade
Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).

A criação
de neurônios humanos em laboratório não é novidade – foi conseguida pela
primeira vez em 2001. Mas a geração de neurônios sensitivos, isto é, capazes de
responder a estímulos, ainda era um grande desafio. De acordo com os autores do
trabalho, esse tipo de célula pode ser um grande aliado para estudos sobre os mecanismos
da dor.

O processo
de produção dos neurônios começa com a retirada de células da pele de um
voluntário. No laboratório, essas células são reprogramadas, ou seja, recebem
instruções para se tornar novamente células-tronco, capazes de gerar diversos
tipos de células, como cardíacas, renais e, claro, neuronais. Por isso, são
chamadas células-tronco de pluripotência induzida (iPS). Em seguida, as células
iPS são transformadas em neurônios. Como resultado, é possível obter neurônios
de uma pessoa a partir de células da sua pele.

Na última
década, diversos grupos de pesquisa vêm tentando recriar, em laboratório, os vários
tipos existentes de células neurais, incluindo neurônios dopaminérgicos,
motores e sensoriais, responsáveis por transmitir sensação de desejo, efetuar
movimentos corporais e levar informação de dor ao cérebro, respectivamente. A
expectativa é que, com esse esforço, os cientistas cheguem cada vez mais
próximo de entender o funcionamento cerebral humano.

Pele artificial

Mas a
pesquisa de Guimarães e colaboradores não tem aplicação apenas no estudo do
cérebro. Contribui, ainda, para a criação de um modelo melhorado de pele
artificial, capaz de substituir animais de laboratório, por exemplo, na
testagem de cosméticos. O trabalho foi desenvolvido no âmbito de uma parceria
entre o IDOR e a L’Oreal, que já dura cinco anos.

“Neste
promissor cenário científico envolvendo neurociências e a reprogramação de
células-tronco humanas, a obtenção de neurônios humanos desse tipo favorece a
criação de modelos de estudo mais fidedignos, que permitem melhor avaliação de
segurança e eficácia de produtos cosméticos”, afirma Rodrigo de Vecchi, gerente
de pesquisa da L’Oréal e um dos autores do estudo.

No
trabalho, os pesquisadores expuseram os neurônios sensitivos a substâncias
produzidas por queratinócitos, células que compõem a pele humana. “No corpo
humano, queratinócitos e neurônios sensoriais presentes na pele se comunicam
bastante, produzindo substâncias que auxiliam no correto funcionamento da
pele”, explica a autora. Segundo ela, a presença das substâncias produzidas
pelos queratinócitos torna o desenvolvimento in vitro dos neurônios sensitivos mais próximo da realidade.

Com esse
método, os cientistas obtiveram neurônios sensitivos com as principais características
desse tipo de célula, incluindo a presença marcante do canal chamado TRPV1,
importante para a detecção de estímulos dolorosos. Em testes com substâncias conhecidamente
nociceptivas, como bradicinina e resiniferatoxina, as células neurais criadas
em laboratório liberaram substância P, responsável por transmitir a informação
da dor no cérebro humano. “Assim, confirmamos que os neurônios estão, de fato,
reagindo ao estímulo sensorial”, conclui Guimarães.

“O
resultado dessa emocionante colaboração com nossos parceiros no Brasil vai nos
permitir, por um lado, aprofundar nosso conhecimento de uma componente chave da
fisiologia da pele, que era difícil de compreender na ausência dessas células,
e, por outro, desenvolver pele humana reconstruída capaz de prever melhor a
neuroinflamação e, finalmente, os próximos produtos de beleza para pele
sensível e envelhecida”, diz Charbel Bouez, diretor de pesquisa avançada
da L’OREAL R&I America.

Expectativa

A criação
de neurônios sensitivos para o estudo da dor é objeto de estudo do grupo de
pesquisadores liderados pelo biólogo Stevens Rehen, do Instituto D’Or e da UFRJ.
A expectativa da equipe é que, a partir da publicação deste trabalho, outros
grupos de pesquisa possam utilizar a abordagem para desenvolver seus próprios
neurônios sensitivos em laboratório.

Outra possível
aplicação para a metodologia é a compreensão do funcionamento desses neurônios
em doenças como a dor crônica, que afeta milhões de pessoas no Brasil e no
mundo. “Os neurônios sensitivos criados em laboratório também podem ajudar a
entender o papel de substâncias importantes na comunicação entre os neurônios,
e têm grande potencial para o estudo de medicamentos analgésicos e
ansiolíticos”, aposta Rehen. O cientista conta que a equipe do Instituo D’Or
também pretende utilizar os neurônios sensitivos no estudo de um tipo de
epilepsia conhecido como síndrome de Dravet.

O trabalho
recém-publicado foi desenvolvido totalmente no Brasil. Além de IDOR e L’Oréal,
foram colaboradoras do estudo a Universidade de Campinas e a Embrapa.

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Créditos da foto: Rodrigo Madeiro

A expressão “neurônios sensoriais” foi substituída por “neurônios sensitivos”, que descrevem de forma mais precisa as células descritas no trabalho.

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22.08.2018

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