Células do cérebro amadurecem mais rápido no espaço

Pesquisa sobre o efeitos da microgravidade no corpo humano mostraram impactos no sistema imunológico, músculos, ossos e até na cognição. No entanto, pouco se sabe sobre as consequências específicas desta condição no cérebro.

Para entender melhor como as células cerebrais reagem ao ambiente espacialum equipe de cientistas da Scripps Research, em parceria com a New York Stem Cell Foundation, nos EUA, enviou células-tronco para a Estação Espacial Internacional (ISS). Publicado na revista Medicina Translacional de Células-Troncoo estudo trouxe resultados surpreendentes.

Resumindo:

• Cientistas enviaram células-tronco à ISS para estudar os efeitos da microgravidade no cérebro;
• Enviadas como organoides, estruturas que imitam o cérebro, as células voltaram saudáveis ​​após um mês;
• Os pesquisadores notaram que organoides amadureceram mais rápido na microgravidadeaproximando-se de neurônios adultos;
• Surpreendentemente, os organoides no espaço mostraram menos inflamação e estresse;
• O estudo sugere que A microgravidade pode afetar o desenvolvimento celular no cérebro.

Durante o experimento, pequenos aglomerados de células-tronco derivadas de organoides – estruturas tridimensionais criadas em laboratório que imitam o funcionamento do cérebro – foram enviados para a ISS.

Quando eles voltaram Depois de um mês no espaço, os organoides ainda estavam saudáveismas apresentou um amadurecimento mais rápido do que aqueles cultivados na Terra. Essas células estavam mais próximas de se tornarem neurônios adultos e começaram a mostrar sinais de especialização.

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Descoberta pode explicar como as viagens espaciais impactam o sistema nervoso

Esta descoberta pode ajudar a compreender como as viagens espaciais afetam o sistema nervoso. Em um declaraçãoJeanne Loring, Ph.D., professora emérita do Departamento de Medicina Molecular da Scripps e coautora do estudo, destaca a importância das descobertas. “O facto destas células terem sobrevivido no espaço foi uma grande surpresa. Isto abre caminho para futuras experiências nas quais possamos estudar outras partes do cérebro afetadas por doenças neurodegenerativas.”

Na Terra, a equipe usou células-tronco para criar organoides compostos de neurônios corticais ou dopaminérgicos. Esses tipos de neurônios estão envolvidos em doenças como esclerose múltipla e Parkinsoncondições que Loring estudou durante muitos anos. Alguns organoides também incluíam microglia, as células imunológicas do cérebro, para observar o impacto da microgravidade na inflamação cerebral.

Os organoides geralmente são cultivados em um meio nutriente líquido, que precisa ser trocado regularmente para garantir que as células recebam os nutrientes de que necessitam e para remover resíduos.

Para evitar trabalho extra na ISS, a equipe inovou ao criar organoides menores, que eram armazenados em criogênios, frascos herméticos originalmente projetados para ultracongelamento. Esses organoides foram preparados na Estação Espacial Kennedy, um laboratório da NASA, e enviados à ISS em uma incubadora miniaturizada. Depois de um mês no espaço, os organoides retornaram à Terra intactos e saudáveis.

Para analisar como o ambiente de microgravidade afeta as células, a equipe comparou a expressão genética – atividade genética – de organoides no espaço com organoides de controle cultivados na Terra. A surpresa veio ao descobrir que células expostas à microgravidade amadureceram mais rapidamentecom maior expressão de genes associados à maturidade e menos genes relacionados à proliferação celular, indicando que se desenvolveram mais rapidamente e se dividiram menos que os organoides da Terra.

A maturação das células cerebrais não significa envelhecimento

“Encontramos um perfil de expressão genética que indicava um estágio de desenvolvimento mais avançado em comparação com os organoides da Terra”, disse Loring. Mas, é importante notar que embora os organoides tenham amadurecido, eles ainda não se tornaram neurônios adultos, o que significa que o estudo não revela informações sobre o envelhecimento celular.

Além disso, contrariamente às expectativas, os organoides cultivados no espaço mostraram menos inflamação e menor expressão de genes relacionados com o stress, sugerindo que o ambiente de microgravidade pode ter um efeito calmante em algumas células cerebrais. No entanto, mais estudos são necessários para entender o porquê.

Loring sugere que as condições de microgravidade poderiam imitar mais de perto as condições dentro do cérebro humano. “No espaço, os organoides tornam-se mais independentes, formando algo semelhante a um minicérebro, que pode estar mais próximo de como as células cerebrais funcionam naturalmente.”

A próxima fase de experiências centrar-se-á nos cérebros de pessoas com Alzheimer, para compreender melhor como a microgravidade pode afetar doenças neurodegenerativas. O objetivo também é investigar se existem diferenças na forma como os neurônios se conectam no espaço.