O transtorno do espectro do autismo (TEA) é um transtorno do neurodesenvolvimento que afeta cerca de uma em cada 44 crianças nos EUA, de acordo com o CDC. Foi descrito pela primeira vez pelo psiquiatra austríaco-americano Dr. Leo Kanner em um artigo seminal de 1943 e, desde então, os cientistas descobriram centenas de genes ligados ao distúrbio. Apesar dessa riqueza de insights, como exatamente a genética de uma pessoa influencia o cérebro autista ainda é um mistério. As informações são do lportal do The Daily Beast.
“Um dos verdadeiros desafios do autismo é que não temos muita compreensão biológica”, disse James McPartland, psicólogo clínico e pesquisador de autismo da Universidade de Yale, ao The Daily Beast. “Na maioria dos casos, nem entendemos os mecanismos em termos de fenótipo. É como se eu dissesse que uma pessoa com autismo é menos propensa a fazer contato visual ou mais propensa a ter uma forte resposta ao som, nós nem entendemos exatamente qual é o mecanismo biológico.”
Mas os cientistas estão se aproximando para desenterrar essas informações cultivando cérebros humanos miniaturizados, chamados organoides, em laboratório. Em um novo estudo publicado na revista Cell Reports em 5 de abril, pesquisadores na Áustria coletaram aglomerados de células cerebrais contendo um gene CHD8 mutado – considerado um forte fator de risco genético para o autismo, entre inúmeros outros – e conseguiram vislumbrar como o gene afeta desenvolvimento inicial do cérebro.
“Esta é uma direção de pesquisa muito empolgante”, disse Andrey Vyshedskiy, neurocientista da Universidade de Boston que não esteve envolvido no estudo, ao The Daily Beast. “Os organoides são uma nova tecnologia na última década e estão nos permitindo realizar experimentos que podem rastrear o desenvolvimento neuronal ao longo do tempo”.
“Até muito recentemente, a única maneira de observar as mudanças no cérebro de um indivíduo com autismo seria entrar em contato com biobancos de tecidos, observar seu tecido cerebral sob o microscópio e compará-lo com tecidos [de indivíduos não autistas] ”, disse Ana Kostic, cientista clínica do Seaver Autism Center for Research and Treatment no Mount Sinai Hospital, que não esteve envolvida no novo estudo, ao The Daily Beast.
Outro método depende de modelos animais, como criar camundongos com mutações genéticas associadas ao autismo, disse Gaia Novarino, neurocientista do Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria que liderou o estudo, ao The Daily Beast. Mas um problema em estudar camundongos modificados com um CHD8 mutante é que eles mal mostram macrocefalia, ou uma cabeça excessivamente grande devido a um maior volume cerebral e um sintoma observado em algumas pessoas com autismo.
Seguindo a rota do cérebro em uma placa de Petri, Novarino e sua equipe pegaram células-tronco humanas comercialmente disponíveis e alteraram geneticamente um grupo para ter a mutação CHD8, deixando o outro intocado. Esses dois grupos de células-tronco foram então persuadidos a crescer em tecidos funcionalmente básicos contendo neurônios geralmente encontrados no cérebro.
“Podemos ver a olho nu que os organoides [com mutação no CHD8] eram maiores”, disse Novarino, uma descoberta alinhada com pesquisas anteriores. Mas sua equipe também notou outra coisa: os tipos de neurônios que cresceram surgiram em momentos diferentes ao comparar o minicérebro mutado em CHD8 com seu equivalente não mutado.
“Para simplificar, existem dois tipos de neurônios – aqueles que são chamados de inibitórios e aqueles que são chamados de excitatórios”, disse Novarino. “Em muitos casos, o que observamos é que a relação entre a atividade ou a proporção desses neurônios está mudando.
Embora os pesquisadores não tenham medido se havia um desequilíbrio em termos de atividade, o que eles notaram foi que o momento em que esses neurônios deveriam aparecer estava desligado. Nos organoides do cérebro com mutação em CHD8, os neurônios inibitórios apareceram muito mais cedo e os neurônios excitatórios se desenvolveram mais tarde em comparação com o organoide de controle. Havia também mais tipos de células cerebrais que dão origem a qualquer tipo de neurônio, sugerindo que o aumento no volume cerebral é devido ao excesso de neurônios inibitórios e excitatórios sendo produzidos.
As novas descobertas são um primeiro passo promissor para entender o fenômeno biológico por trás do autismo, mas não são de forma alguma um instantâneo conclusivo do espectro genético por trás do transtorno. Apenas cerca de 2% das pessoas têm uma forma de autismo que se deve apenas a um gene como o CHD8, disse Kostic. Normalmente, o autismo é devido a um conjunto de genes que conferem risco trabalhando em conjunto para causar uma série de sintomas como dificuldade de comunicação e interações sociais e comportamentos obsessivos e repetitivos.
“O outro aspecto é que não temos realmente o entendimento completo de todos os pacientes que têm mutações por causa dos caminhos de diagnóstico”, disse ela. “Quando há atraso no desenvolvimento, nem todos os pacientes são encaminhados a um geneticista clínico ou pediátrico. Temos muitos pacientes que recebem um diagnóstico genético muito mais tarde na vida. Sentimos que há muito mais pessoas por aí que são diagnosticadas com um distúrbio de desenvolvimento ou outro que não é necessariamente devido a um único gene”.
No futuro, Novarino e seu grupo planejam incorporar mais genes relacionados ao autismo em seus organoides para ver como eles moldam o desenvolvimento do cérebro. Os pesquisadores também querem entender por que os diferentes tipos de neurônios aparecem quando aparecem, mas ela advertiu que também não há aplicações clínicas imediatas para o tratamento do autismo.
“Talvez possa ser usado como modelo para eventualmente encontrar [tratamentos] com drogas”, disse Novarino. “Mas não há absolutamente nenhuma implicação no nível clínico neste momento”, especialmente porque essa conexão está ocorrendo no nível embrionário.
Mas o que essas descobertas consolidam é o lugar dos organoides cerebrais no campo da pesquisa do autismo, ajudando-nos a ver com granularidade o que acontece no cérebro – e esperamos ajudar cientistas e clínicos a projetar terapias farmacêuticas especializadas e direcionadas para pessoas com autismo.
Resultados de tradução
“O caminho entre a bancada e a cabeceira é muito mais curto graças a esse tipo de ferramenta”, disse Kostic. “Isso definitivamente nos aproxima de alguns marcos.”
