Novos modelos cerebrais, sensores e ferramentas de imagem aceleram o desenvolvimento de medicamentos

Três equipes de pesquisa independentes apresentaram novas tecnologias que visam acelerar o estudo de doenças cerebrais e o desenvolvimento de possíveis tratamentos. Os avanços incluem um modelo tridimensional de tecido cerebral humano que reproduz a patologia do Alzheimer, um método de imagem baseado em laser que visualiza a barreira hematoencefálica em velocidade sem precedentes e um sensor flexível que capta a atividade neural de minúsculos organoides cerebrais.

Em estudo publicado na Nature Neuroscience, neurocientistas do Hospital Universitário LMU desenvolveram um modelo tridimensional reproduzível de tecido cerebral humano. O sistema utiliza células-tronco humanas convertidas em neurônios, astrócitos e células da micróglia, que se auto-organizam em esferoides em uma semana. O modelo expressa ativamente genes e proteínas relevantes para a doença de Alzheimer, e os pesquisadores conseguiram induzir a formação de agregados de amiloide e dissolvê-los com novos fármacos. A equipe afirma que o sistema pode ajudar a acelerar o desenvolvimento de medicamentos e está trabalhando em automação robótica para fabricar centenas ou milhares de tecidos-modelo de doenças para testes farmacológicos em larga escala.

Em paralelo, pesquisadores do MIT relatam na Nature Methods que a luz laser caótica pode formar espontaneamente um “feixe lápis” altamente focado sob condições específicas. O feixe permitiu a obtenção de imagens 3D da barreira hematoencefálica humana em velocidades cerca de 25 vezes maiores do que as atuais técnicas de referência, mantendo qualidade de imagem semelhante. O método também permite a observação em tempo real de como células individuais absorvem medicamentos. Ele exige apenas uma entrada de laser perfeitamente alinhada e alta potência, sem engenharia óptica complexa. O avanço pode ajudar a avaliar se tratamentos para condições como Alzheimer ou ELA realmente atingem seus alvos no cérebro.

Uma equipe da Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill criou um sensor 3D que envolve organoides cerebrais. Diferentemente dos conjuntos planos de eletrodos 2D, o sensor capta sinais neurais em todas as direções sem danificar o organoide ou exigir cola química. Isso permite o uso repetido e reduz o tempo de preparação de sete dias para 10 a 20 minutos. Os pesquisadores, que depositaram uma patente, preveem o sensor como um produto comercial para triagem de medicamentos mais rápida e medicina personalizada, com possíveis integrações para optogenética e aplicação microfluídica de fármacos.