Neurônios dopaminérgicos crescendo em um prato de cultura (aumento de 20x). Uma biópsia de pele de um paciente com doença de Parkinson foi reprogramada em células-tronco pluripotentes induzidas. As células-tronco foram então diferenciadas em neurônios dopaminérgicos (verdes), as mesmas células que são perdidas em pacientes com doença de Parkinson. Há trabalhos em andamento para usar essas células como substituto de neurônios perdidos como tratamento para a doença. Crédito:Aspen Neuroscience
Bem acima da Terra, os pesquisadores estão conduzindo um estudo inédito para ajudar os pacientes com doença de Parkinson e esclerose múltipla no planeta abaixo. O experimento da Estação Espacial Internacional está procurando o que desencadeia essas doenças, estudando como as células nervosas e imunológicas interagem.
O experimento, transportado para a estação espacial a bordo do vôo de carga SpaceX CRS-18, analisará o que está causando danos ao sistema nervoso que é comum em ambas as doenças e revelará como viver no espaço afeta células semelhantes em astronautas saudáveis.
O estudo é liderado pelo especialista em células-tronco Andres Bratt-Leal, da Aspen Neuroscience em La Jolla, Califórnia, e Valentina Fossati, pesquisador de esclerose múltipla do New York Stem Foundation Research Institute, em Nova York.
"Esta é a primeira vez que alguém está pesquisando os efeitos da microgravidade e do voo espacial nessas células, "disse Bratt-Leal." Essas células são difíceis de estudar em um laboratório por causa da forma como a gravidade as influencia. A parte legal é que agora podemos fazer isso no espaço! "
Neuron killers
A doença de Parkinson e a esclerose múltipla são doenças neurodegenerativas que danificam o cérebro e o sistema nervoso central. Os pesquisadores suspeitam que esse dano pode ser o resultado de uma falha no sistema imunológico do corpo. A NASA está interessada em como o voo espacial muda o sistema imunológico, já que alguns astronautas experimentam efeitos estranhos após as missões, incluindo ativação temporária de vírus dormentes.
Aprender mais, Bratt-Leal e Fossati estão se concentrando nos tipos de células do cérebro que parecem desempenhar papéis importantes no aparecimento de ambas as doenças. Os primeiros tipos são neurônios e as células que os criam, que passam a formar a rede nervosa do corpo e permitem que o cérebro a monitore e controle. Os segundos são microglia:células imunológicas que patrulham o cérebro e tentam defender os neurônios de invasores ameaçadores.
"As microglia são encontradas em todas as partes do cérebro, e está realmente começando a parecer que doenças neurodegenerativas se desenvolvem porque as células começam a se comportar de maneira inadequada ou a reagir de forma exagerada, "disse Fossati." Microglia malcomportada pode contribuir para matar os neurônios. "
Células de microglia crescendo em um prato de cultura (ampliação de 63x). Microglia são as células imunológicas do cérebro e desempenham um papel que não é totalmente compreendido em doenças neurodegenerativas como a esclerose múltipla. As células mostradas aqui foram diferenciadas das células-tronco pluripotentes induzidas que foram feitas a partir da biópsia da pele de um paciente. Crédito:Instituto de Pesquisa da New York Stem Cell Foundation (NYSCF)
Uma nova maneira de fazer células velhas
Para descobrir se é esse o caso, os pesquisadores precisam estudar o crescimento de neurônios e microglia de pessoas com as doenças e compará-los com pessoas saudáveis da mesma idade. Uma vez que essas células estão localizadas dentro do cérebro, eles não podem ser extraídos com segurança.
Bratt-Leal e Fossati encontraram outra maneira, aproveitar uma nova tecnologia de células-tronco chamada "células-tronco pluripotentes induzidas" para fazer neurônios e microglia a partir das células da pele de pacientes e pessoas saudáveis em laboratórios.
Espaço para células
Bratt-Leal e Fossati lançaram células doentes e saudáveis recém-criadas no espaço para observá-las longe da forte influência da gravidade da Terra.
“Sabemos que forças podem influenciar o comportamento das células, alterando aspectos como sua forma. o que acontece quando você remove a gravidade? ", disse Bratt-Leal." Como as células respondem nos dirá coisas novas sobre como funcionam. "
As células agora estão a bordo da estação espacial, vivendo dentro de um CubeLab desenvolvido pela Space Tango, empresa que desenvolve equipamentos para pesquisas em microgravidade. O CubeLab tem aproximadamente o tamanho de uma pequena caixa de sapatos.
Dentro do CubeLab há uma câmera para observar o experimento, bem como um par de recipientes de 96 câmaras contendo as células. Uma "placa de poço" contém as células de um paciente com Parkinson e de uma pessoa saudável de idade semelhante. A segunda placa contém as células de um paciente com esclerose múltipla e de um doador saudável de mesma idade. Um sistema de tubulação e bomba fornece automaticamente alimentos líquidos para as células dentro de suas câmaras.
Ao longo de 30 dias, Bratt-Leal e Fossati podem assistir remotamente para ver como as células neuronais se organizam em bolas, chamados de "organoides, "e como as células da micróglia respondem e se infiltram nelas. Depois de um mês, as células serão devolvidas à Terra, onde os pesquisadores planejam examinar sua forma e arranjo e testar seu DNA para ver se a microgravidade e a exposição à radiação espacial alteraram sua expressão gênica.
Os resultados da pesquisa podem ajudar os cientistas a identificar novas maneiras de tratar a doença de Parkinson e a esclerose múltipla. Também, descobrir como as células nervosas são afetadas pela microgravidade e radiação pode levar a melhores métodos para proteger os astronautas no espaço, particularmente em missões de longa duração.
