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Entenda qual o objetivo do neurocientista Alysson Muotri enviar organoides de cérebro para fora do planeta

No dia 21 deste mês (julho de 2019), o neurocientista brasileiro Alysson Muotri, cofundador da Tismoo e diretor do programa de células-tronco da Universidade da Califórnia em San Diego (EUA), vai enviar minicérebros humanos para a Estação Espacial Internacional (ISS, na sigla em inglês) para auxiliar sua pesquisa com autismo entre outras questões. Os organoides serão enviados na próxima missão logística da SpaceX para o espaço, que decola do Cabo Canaveral, na Flórida (EUA), com o nome de BOARDS (Brain Organoid Advanced Research Developed in Space) com a designação UCSD-ORG01 da NASA. Saiba mais sobre minicérebros criados a partir de células-tronco humanas neste link.

Ao contrário do que acontece no laboratório de Alysson, o Muotri Lab, onde há condições ideais para o crescimento dos minicérebros, no espaço eles ficarão armazenados em frascos dentro de cubos autônomos de pouco mais de 10 por 10 centímetros, que possuem incubadoras especializadas alimentadas por bateria.Tubos de controle remoto alimentam os organoides com uma solução de nutrientes. Os astronautas planejam instalar (leia-se: “ligar na tomada” e pronto!) os cubos em um laboratório permanente na Estação Espacial Internacional. “Os cubos são autônomos, mas nós conseguimos interferir por controle remoto. Se algo der errado, temos a possibilidade de corrigir algumas coisas”, explicou o neurocientista.

Projetados por uma empresa com sede no Kentucky (EUA), chamada Space Tango, especializada em criar laboratórios em miniatura, os cubos têm micro câmeras para transmitir vídeos do crescimento dos organoides para a Terra em tempo real, além de uma série de outros sensores como temperatura e humidade.

Um grupo de minicérebros crescerá no Muotri Lab, para, quando os organoides retornarem à Terra, em agosto, os cientistas possam analisar sua expressão gênica e comparar os resultados com os dos organoides que cresceram por aqui. “Na primeira missão, eles ficarão 30 dias, quando voltam na mesma nave e parte dos cubos serão reaproveitados. Em futuras missões, queremos mantê-los no espaço por até um ano”, explicou Alysson.

Minicérebros no espaço? Pra quê? - NASA, ISS, SpeceX e UCSD / Alysson Muotri / Estação Espacial Internacional - TismooObjetivos

O projeto tem, em resumo, três grandes objetivos, segundo o próprio Alysson explica (veja vídeo abaixo).

O primeiro é desenvolver uma plataforma autônoma para manter esses organoides de cérebro crescendo sem intervenção humana, o que ajudará muito no trabalhos de testes para descoberta de novos medicamentos para várias condições, como o autismo. A segunda meta é descobrir se os minicérebros resistem à microgravidade. “No espaço, sabemos que ele estarão crescendo de uma forma diferente. Seria isso uma vantagem ou uma desvantagem para o desenvolvimento do cérebro humano?”, questiona o neurocientista.

O último — mais ambicioso — objetivo é entender os impactos da microgravidade numa futura colonização do espaço pelos seres humanos. “Entendendo um possível impacto negativo, podemos trabalhar isso aqui em Terra e preparar o cérebro humano para nascer e viver no espaço”, resume Alysson Muotri. Os detalhes do experimento também podem ser vistos no site da NASA (a agência espacial do governo dos EUA).

Tentar cultivar organoides no espaço é, na verdade, um grande avanço. Os organoides do cérebro podem realmente fornecer informações valiosas sobre as células-tronco que podem aparecer quando você tem um bebê lá”, disse, ao Spectrum News, Ferid Nassor, professor assistente de células-tronco e engenharia genética no Institut Sup’Biotech de Paris (França).

A missão é a primeira de 10 outras que estão planejadas, que, juntas, podem ajudar os cientistas a responder questões fundamentais sobre o desenvolvimento do cérebro — e, em última análise, descobrir se as pessoas podem se reproduzir com segurança fora da Terra.

Algumas pesquisas no espaço, como o famoso estudo da NASA sobre os astronautas gêmeos Scott e Mark Kelly, sugeriram que a microgravidade pode ter efeitos sutis na expressão gênica. Pesquisadores também descobriram que as células-tronco de animais se multiplicam mais rapidamente no espaço do que na Terra e estão investigando se a radiação cósmica altera seu desenvolvimento.

BOARDS - Minicérebros no espaço? Pra quê? - NASA, ISS, SpeceX e UCSD / Alysson Muotri / Estação Espacial Internacional - TismooBrasil no espaço

Os minicérebro vão na missão logística da SpaceX que deverá ser lançada às 23h32 UTC (20h32 no fuso-horário de Brasília) do dia 21 de julho de 2019. O lançamento da missão CRS-18 com o veículo de carga Dragon SpX-18, levado pelo foguete Falcon 9-074 (B1056.2) será a partir do Complexo de Lançamento SLC-40 da Estação da Força Aérea (AFS) do Cabo Canaveral, nos Estados Unidos. Além da carga logística para a tripulação permanente da ISS, a bordo da Dragon SpX-18 estarão dois pequenos satélites: RFTSat e MakerSat-1.

E tem mais coisas de brasileiros que estarão nessa mesma missão: apoiados pela NASA e pela SpaceX, dois projetos de estudantes brasileiros — um de São Paulo e outro de Santa Catarina — para testar interações físicas e químicas na Estação Espacial Internacional. Ambos os projetos, participantes do programa Student Spaceflight Experiments Program (SSEP) do Centro Nacional para Educação Científica para Terra e Espaço, podem contribuir para o futuro da vida humana fora da Terra: um quer melhorar a proteção de seres humanos da radiação em construções no espaço e outro tem como objetivo construir um sistema mais apurado para filtração de água para consumo humano em espaçonaves.

Vídeos

Gráfico de prevalência de autismo nos EUA, de 2004 a 2018, segundo o CDC.

Dados são referentes a 2014, divulgados em 2018

O governo dos Estados Unidos divulgou, em abril (2018), a atualização dos números de prevalência do Transtorno do Espectro do Autismo (TEA): 1 para cada 59 crianças. O número anterior era de 1 para cada 68 (referentes a dados 2012, divulgados em 2016) — um aumento de 15%.  Esse número foi obtido pelo órgão através da rede de monitoramento do autismo e deficiências (ADDM – The Autism and Developmental Disabilities Monitoring), criada em 2000, em 11 localizações diferentes (Arizona, Arkansas, Colorado, Georgia, Maryland, Minnesota, Missouri, New Jersey, Tenesse, Wisconsin e Carolina do Norte). Esse estudo foi realizado de 2014 a 2016 e levou em consideração apenas crianças nascidas em 2006 — com 8 anos de idade — e alerta para a variação desses números dentro do próprio país — números maiores foram encontrados onde os pesquisadores tinham mais acesso a registros escolares. (saiba o que é autismo e quais são seus sinais e sintomas)

As principais conclusões desta nova pesquisa:

  • Nos EUA, 1 em 59 crianças teve um diagnóstico de autismo aos 8 anos em 2014, um aumento de 15% em relação aos números de 2012 e de 2010 — divulgados, respectivamente, em 2016 e 2014 —, ambos revelando a prevalência de 1 em 68. As taxas estimadas variaram de 1 em 34 (New Jersey) a 1 em 77 (Arkansas). “Isso sugere que a nova estimativa de prevalência nacional de 1 em 59 ainda reflete uma significativa baixa prevalência real do autismo. E sem pesquisa, não podemos saber quanto mais alto realmente é”, diz a Autism Speaks.
  • A diferença de gênero no autismo diminuiu. Em 2012, tínhamos que os meninos eram 4,5 vezes mais diagnosticados que as meninas enquanto que neste estudo temos os meninos 4 vezes mais propensos a serem diagnosticados do que as meninas (1 em 37 versus 1 em 151). Isso parece refletir um melhor diagnóstico de autismo em meninas — muitas das quais não se encaixam no quadro estereotipado do autismo observado em meninos.
  • Nos EUA, as crianças brancas ainda eram mais propensas a serem diagnosticadas com autismo do que as crianças de minorias. No entanto, a diferença étnica diminuiu desde 2012, particularmente entre crianças negras e brancas. Isso parece refletir uma maior conscientização e triagem em comunidades minoritárias. No entanto, o diagnóstico de autismo entre crianças hispânicas ainda é significativamente inferior ao das crianças não hispânicas. Tendo o seguinte cenário: a prevalência estimada entre crianças brancas (17,2 por mil) foi 7% maior que entre crianças negras (16,0 por 1.000) e 22% maior que as crianças hispânicas (14,0 por mil).
  • Neste relatório foi possível observar que os novos critérios diagnósticos para o autismo adotados em 2013 (DSM-5, a mais atualizada versão do Manual de Diagnóstico e Estatística dos Transtornos Mentais) fizeram apenas uma pequena diferença nas estimativas de prevalência. Os números de autismo foram ligeiramente maiores (4%) com base na definição de autismo mais antiga (DSM-4) em comparação com o DSM-5. Os futuros relatórios de prevalência serão baseados inteiramente nos critérios do DSM-5 para o autismo e fornecerão números melhores a respeito do impacto dessa mudança.
  • Lamentavelmente, o relatório não encontrou nenhuma diminuição geral na idade do diagnóstico nos EUA. Embora exista uma grande preocupação para que o diagnóstico seja feito aos 36 meses de idade, apenas 42% tiveram uma avaliação abrangente nesta idade. A idade mediana dos primeiros diagnósticos de TEA foi de 52 meses e não diferiu significativamente por sexo ou etnia. Com isso temos que em 2014, a maioria das crianças ainda estava sendo diagnosticada após os 4 anos de idade, embora o autismo possa ser diagnosticado (ou ao menos levantar-se a suspeita e iniciar o tratamento) já aos 2 anos de idade. Diagnósticos anteriores aos 4 anos de idade são cruciais porque a intervenção precoce oferece uma melhor oportunidade para apoiar o desenvolvimento saudável e proporcionar benefícios ao longo da vida.

Recentes estudos têm demonstrado cada vez mais que os fatores genéticos são os mais importantes na determinação das causas e origens do autismo, embora fatores ambientais também estejam associados, como, por exemplo, problemas na gravidez (uso de drogas, bebês prematuros, infecções virais, entre outros). Em 2017, a revista científica Nature Neuroscience publicou um estudo muito importante nesta área. Este estudo foi realizado pelo grupo de pesquisa The Autism Speaks MSSNG Project, uma colaboração entre a ONG Autism Speaks, geneticistas liderados pelo professor Stephen Scherer, do Hospital for Sick Children de Toronto (Canadá) e a Verily (antiga Google Life Sciences, formada por informatas do Google), naquele que foi considerado o maior programa de estudos genéticos em autismo no mundo. O nome do grupo, MSSNG, propositalmente sem as letras “I” que formariam a palavra “missing” — em inglês, significa “desconhecido” — sinaliza justamente a necessidade de se compreender as causas do TEA.

Muito trabalho a ser feito

Para a presidente e diretora executiva da ONG norte-americana Autism Speaks, Angela Geiger, “essas descobertas demonstram que, embora tenham sido feitos progressos em algumas frentes, ainda há muito trabalho a ser feito”. Ela ainda acrescenta: “Eles precisam urgentemente de um aumento significativo na pesquisa para melhorar a vida e o acesso a serviços de alta qualidade para pessoas com autismo em todo o espectro e durante toda a sua vida”, enfatizou.

Os números americanos variaram de 1 em 34 (Nova Jersey — onde os pesquisadores tiveram acesso total aos dados escolares das crianças) a 1 em 77 (Arkansas — sem dados escolares). O que sinaliza que, com mais informações, os números podem ser maiores.

No Brasil, temos apenas um estudo de prevalência de TEA até hoje, um estudo-piloto, de 2011, em Atibaia (SP), de 1 autista para cada 367 habitantes — a pesquisa foi feita num bairro de apenas 20 mil habitantes daquela cidade. A ONU, através da  Organização Mundial da Saúde (OMS), considera a estimativa de que aproximadamente 1% da população mundial esteja dentro do espectro do autismo, a maioria ainda sem diagnóstico.

Os Estados Unidos ainda não têm nenhuma estimativa confiável da prevalência de autismo entre adultos. Como o autismo é uma condição vitalícia para a maioria das pessoas, isso representa uma lacuna inaceitável em nossa consciência de suas necessidades – particularmente em áreas como emprego, moradia e inclusão social. A cada ano, cerca de 50 mil jovens com TEA cruzam a maioridade dos 18 anos nos EUA. No Brasil esse número ainda  é desconhecido.

O CDC afirma que TEA é uma questão de saúde pública e uma preocupação urgente. É preciso que se tenha estratégias para ajudar a identificar o TEA cada dia mais precocemente e determinar os possíveis fatores de risco. Além disso, é preciso atender as necessidades comportamentais, educacionais, residenciais e ocupacionais para inclusão dessa população. Apesar desse trabalho não ter sido realizado no Brasil podemos afirmar que as necessidades em questão no nosso país são as mesmas.

(Com informações do CDC e da ONG Autism Speaks dos EUA)

Sequenciamento do genoma ou exoma é importante para o diagnóstico de crianças com suspeita de doença genética

Um estudo do Rady Children’s Institute for Genomic Medicine, na Califórnia (EUA) concluiu que sequenciamentos genéticos, como do genoma ou exoma, devem ser a primeira opção para crianças com suspeita de doenças ou síndromes genéticas (como vários tipos de autismos) e apresentam uma grande utilidade tanto clínica, quanto para diagnóstico. A pesquisa foi publicada na revista científica Genomic Medicine, do grupo Nature, em julho de 2018.

O trabalho foi uma revisão sistemática e meta-análise envolvendo 37 estudos sobre testes genéticos, compreendendo mais de 20 mil crianças com suspeita de doença genética, entre 2011 e 2017.

Comparações

Estes estudos envolveram 20.068 crianças e neles foi avaliada a utilidade dos exames com foco nos seguintes testes genéticos: o WGS (sigla em inglês para Whole Genome Sequencing — em português: sequenciamento completo do genoma), o WES (em inglês: Whole Exome Sequencing — em português: sequenciamento completo do exoma) e o CMA (Chromosomal Microarray — traduzindo: análise cromossômica por microarranjo genômico —, também conhecido como CGH-Array).

Após a análise foi possível concluir que o sequenciamento do genoma e do exoma tiveram resolução diagnóstica maior que o microarray e ainda, pode se afirmar que a resolução diagnóstica do WES foi maior que o CMA. Entretanto, não foi observada grandes diferenças entre sequenciar o genoma ou exoma. Uma grande diferença na resolução diagnóstica foi observada entre fazer o sequenciamento somente da criança e o sequenciamento do trio (pai, mãe e criança). Dezoito trabalhos compararam esse quesito, com 3.935 crianças. Uma meta-análise foi feita em cinco desses estudos (abrangendo 3.613 crianças), e o resultado foi o dobro de sucesso para o sequenciamento do trio comparado ao WES ou WGS somente da criança.

Apesar do exame do microarray ser o primeiro teste recomendado pela Academia Americana de Genética Médica e Genômica no estudo de crianças com suspeita de síndromes genéticas, anomalias congênitas, atraso de desenvolvimento e linguagem e Transtorno do Espectro do Autismo, a  importância diagnóstica dos exames de microarray diminuíram gradativamente, ano após ano, entre 2013 e 2017, numa ordem de queda de 14% ao ano, comparados ao exoma e genoma.

Entretanto, a resolução diagnóstica do sequenciamento do genoma completo foi o de maior sucesso, bem acima dos número relacionados ao CGH-Array.

O trabalho também indica que mais pesquisas são necessárias nesta área, principalmente para demonstrar o quão determinante o sequenciamento genético pode ser para um diagnóstico e os benefícios e o sucesso no tratamento de crianças com doenças genéticas raras.

No Brasil, o único laboratório a realizar esses três exames genéticos, o CGH-Array, o sequenciamento do genoma (WGS) e do exoma (WES) especificamente para o autismo e outros transtornos relacionados é a Tismoo. Estes testes genéticos utilizam tecnologia genômica com estreita correlação entre os dados clínicos e a plataforma de análise especializada chamada Genioo, que funciona como uma base de dados completa sobre as mais relevantes publicações científicas relacionadas ao TEA (Transtorno do Espectro do Autismo), associada à curadoria feita por especialistas em autismo. A Tismoo valoriza e disponibiliza aconselhamento genético pré e pós-teste.

 O estudo completo está em: https://www.nature.com/articles/s41525-018-0053-8