Pesquisadores criaram um modelo de medula espinhal humana em miniatura no laboratório e o usaram para simular lesões traumáticas. O modelo reproduziu danos importantes vistos em lesões reais, incluindo inflamação e formação de cicatrizes.
Após o tratamento com moléculas de movimento rápido, chamadas de “dancing molecules”, as fibras nervosas começaram a crescer novamente e o tecido cicatricial diminuiu. Os resultados sugerem que a terapia pode, eventualmente, ajudar a reparar danos na medula espinhal.
Cientistas da Northwestern University criaram o modelo de laboratório mais sofisticado até agora para estudar lesões na medula espinhal humana. A equipe trabalhou com organoides de medula espinhal humana – órgãos em miniatura derivados de células-tronco – para recriar diferentes formas de trauma e avaliar um tratamento regenerativo promissor.
Pela primeira vez, os pesquisadores mostraram que esses organoides podem reproduzir fielmente as principais consequências biológicas da lesão. O modelo exibiu morte celular, inflamação e cicatrização glial, que é um acúmulo espesso de tecido cicatricial que forma uma barreira física e química impedindo a reparação dos nervos.
Quando os organoides danificados foram tratados com a terapia de “dancing molecules”, o tecido lesionado produziu um crescimento substancial de neuritos, o que significa que as extensões longas que permitem a comunicação dos neurônios começaram a crescer novamente. O tecido semelhante a uma cicatriz foi bastante reduzido.
O estudo foi publicado em 11 de fevereiro na revista Nature Biomedical Engineering. Samuel I. Stupp, autor sênior do estudo e inventor das moléculas, afirmou que um dos aspectos mais interessantes dos organoides é a possibilidade de testar novas terapias em tecido humano.
Os organoides são cultivados a partir de células-tronco pluripotentes induzidas no laboratório. Eles se assemelham ao tecido real em estrutura, diversidade celular e função, sendo ferramentas poderosas para estudar doenças e testar tratamentos.
O modelo desenvolvido mediu vários milímetros e foi maduro o suficiente para sustentar e modelar danos traumáticos. A equipe guiou as células-tronco para formar um tecido complexo contendo neurônios e astrócitos. Eles também foram os primeiros a incorporar micróglias – células imunes do sistema nervoso central – para replicar melhor a resposta inflamatória após uma lesão.
A terapia de “dancing molecules” foi introduzida em 2021 e usa movimento molecular controlado para reparar tecidos. Ela é entregue como uma injeção líquida que forma rapidamente uma rede de nanofibras. Em experimentos anteriores com animais, uma única injeção permitiu que camundongos voltassem a andar dentro de quatro semanas.
Para testar a terapia, os pesquisadores criaram dois tipos comuns de lesão nos organoides: alguns foram cortados com um bisturi, e outros foram submetidos a uma lesão por contusão compressiva. Ambos os tipos levaram à morte celular e à formação de cicatrizes gliais, como ocorre na lesão real.
Após o tratamento, o suporte de nanofibras reduziu a inflamação, diminuiu a cicatrização glial, estimulou a extensão dos neuritos e encorajou os neurônios a crescerem em padrões organizados. A promoção do recrescimento de neuritos poderia reconectar vias de comunicação e ajudar a restaurar a função.
Stupp credita a eficácia da terapia ao movimento supramolecular, ou seja, à capacidade das moléculas de se moverem rapidamente para interagir com os receptores celulares.
