Cientistas desenvolveram mini-cérebros contendo DNA neandertal

Equipe de pesquisadores europeus produziu gotas de tecido cerebral de células-tronco humanas que contêm DNA e proteínas neandertais

Katie Hunt, da CNN
18 de junho de 2020 às 13:46 | Atualizado 01 de outubro de 2020 às 04:57
Homem Neandertal
 
Foto: Reprodução/Pixabay

Sabe-se que muitos de nós somos parte neandertais, uma vez que nossos genes carregam vestígios de encontros passados entre nossos ancestrais e os homininos da Idade da Pedra que habitavam a Europa, até cerca de 40 mil anos atrás.

A evidência de que humanos primitivos cruzaram com os neandertais surgiu em 2010, depois que cientistas liderados pelo geneticista Svante Pääbo foram pioneiros em métodos para extrair, sequenciar e analisar o DNA antigo dos ossos neandertais e mapear seu genoma em detalhes.

Agora, uma equipe de pesquisadores europeus levou a ciência para o próximo nível, produzindo gotas de tecido cerebral de células-tronco humanas que contêm DNA e proteínas neandertais, com a esperança de esclarecer como os neandertais se relacionam com os humanos modernos.

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"Estávamos curiosos sobre o quanto do genoma neandertal poderia ser explorado se você tivesse acesso a células-tronco das pessoas certas", disse Grayson Camp, líder do grupo de pesquisa do Instituto de Oftalmologia Molecular e Clínica em Basileia, Suíça, e autor do estudo.

Ele conta que a pesquisa é uma prova de conceito que poderia ajudar a entender as diferenças cognitivas entre humanos e neandertais — embora o estudo estivesse em um estágio muito inicial.

Camp, professor assistente da Universidade de Basileia, também produziu tecido semelhante ao cérebro a partir de células de chimpanzé para tentar entender como o cérebro humano mudou desde que os humanos divergiram dos chimpanzés e de outros macacos.

Cérebros simplificados

A pesquisa, publicada na última quinta-feira (18) pela revista científica Cell Stem Reports, usou células-tronco da Iniciativa de Células-Tronco Pluripotentes Induzidas Humanas (HipSci), que recentemente gerou um banco vivo de células-tronco de muitos humanos diferentes. Quase todas as linhas celulares do biobanco são de descendentes do Reino Unido e do norte da Europa - uma população altamente provável de ter genes neandertais, disse Camp.

"Analisamos o genoma de cada um desses indivíduos para os quais existem células-tronco e, comparando com o genoma de referência gerado pelo laboratório Pääbo, pudemos descobrir quais partes provavelmente eram derivadas dos neandertais e quais não eram", falou.

"Por indivíduo, há algo entre 1% e 4% do genoma provavelmente derivado dos neandertais", explicou. "Se você olhar para 200 indivíduos, acabará recuperando cerca de 20% desses genes neandertais. Isso significa que todo esse recurso de células-tronco possui a maioria dos genes neandertais presentes nos europeus".

A equipe então produziu organoides cerebrais — bolhas 3D de tecido cerebral com apenas alguns milímetros de largura e visíveis a olho nu — a partir dessas células, alimentando-as em uma placa de Petri [instrumento de laboratório] com um fator de crescimento.

Organoides, que podem imitar de maneira rudimentar muitos órgãos humanos, podem ser usados para testar os efeitos específicos de medicamentos com segurança fora do corpo, algo que revolucionou e personalizou áreas como o tratamento do câncer.

"É claro que os pesquisadores já geraram e analisaram organoides a partir de células humanas antes, apenas ninguém se preocupou em olhar para o que o DNA neandertal poderia estar fazendo", disse Camp.

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Prova de conceito

Camp fez questão de enfatizar que esses não eram "cérebros neandertais cultivados em laboratório".

"Estas são células humanas, não são células neandertais, mas células humanas que possuem DNA neandertal naturalmente dentro delas", disse Camp.

"Isso é totalmente diferente do Jurassic Park. É mais sobre estudar o mecanismo do que tentar recriar algo (que não existe mais)."

Foi demonstrado que os neurônios nos organoides do cérebro cultivados em laboratório, às vezes chamados de mini-cérebro, fazem conexões e geram alguma atividade elétrica - mas ainda não chegam nem perto de um cérebro humano adulto real.

No futuro, outros tecidos de partes do corpo poderão ser cultivados e estudados dessa maneira para ver como os traços neandertais podem ter moldado o nosso sistema, disse Camp.

Por exemplo, genes neandertais nas células-tronco que têm ligações com o cabelo e a cor da pele podem ser usados para explorar essas características, já que já é possível gerar organoides da pele que surgiram no cabelo.

Da mesma forma, poderia potencialmente ser usado para criar organoides do intestino para examinar como conjuntos de enzimas processam alimentos, fornecendo informações sobre a dieta dos neandertais.

Ele acrescentou que seria interessante acessar células-tronco de outras populações ao redor do mundo para estudar o DNA Denisovan - um primo arcaico dos neandertais cujo DNA não está presente nos europeus.

No entanto, dadas as variações técnicas na cultura dessas células, pode levar pelo menos alguns anos para que a técnica produza dados interessantes, disse Camp.

"É complicado fazer esses experimentos corretamente, porque não se espera que haja grandes diferenças: os neandertais e os seres humanos eram, afinal, muito parecidos. Além disso, esses sistemas de cultura ainda não são ótimos", completou.

(Texto traduzido. Clique aqui para ler o original em inglês).