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.

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.