O cientista brasileiro que cultiva Mini Cérebros – FNC Tech Talks com Alysson Muotri

Neste FNC Tech Talks conversaremos com o Dr. Alysson Muotri, o brasileiro que é referência em genética e neurociência e desde 2008 é diretor do Programa de Células-Tronco da Universidade da Califórnia, em San Diego nos EUA, onde comanda um laboratório de 26 pessoas que, dentre outras coisas, cultivam mais de 3 mil mini cérebros.

Álamo Silveira:  Alysson, como você explica para quem não é da área, quem não entende, o que é um mini cérebro? Ele é como um cérebro humano? Como ele é feito? Ele aprende? Como é um mini cérebro?

Alysson Muotri: Cara, essa é uma boa pergunta. Primeiro, obrigado pela oportunidade de falar com vocês sobre o meu trabalho que é uma área da biologia e, é meio estranho mesmo quando me perguntam ‘’O que você faz?’’ E eu falo ‘’crio e cultivo mini cérebros’’.  As pessoas se assustam um pouco. ‘’É uma fábrica de cérebros para zumbis? O que é que você faz?’’.

E na verdade é uma tecnologia que vem se aprimorando nas últimas décadas. Ela parte do uso de células tronco pluripotentes que tem capacidade de se especializar diferente tipos celulares. E o meu laboratório vem utilizando fórmulas de criar ou direcionar essas células para o tecido neural. Nos últimos anos, nós conseguimos criar o que chamamos de organóides cerebrais, e que a mídia acaba chamando de mini cérebros por uma questão mais prática. Na verdade, são um aglomerado de células que se organizam numa estrutura tridimensional e tanto a parte molecular quanto a estrutura dessas células se parecem muito com um cérebro humano em desenvolvimento no útero.

E por que a gente faz isso? Justamente porque não temos acesso ao cérebro em desenvolvimento. É muito difícil pesquisar experimentalmente e é até antiético, um cérebro normal humano dentro do útero de uma mulher grávida. Então a ciência nunca teria acesso a isso, o que chamamos de uma caixa preta. Então, esses mini cérebros vem como um modelo para entendermos como um cérebro humano se forma e que é muito diferente de outros animais.

Álamo Silveira: Alysson, há alguns anos o senhor liderou uma pesquisa, onde conseguiu desenvolver em laboratório um cérebro altista e usando reprogramação celular, o senhor conseguiu curar esse cérebro. A minha pergunta mais óbvia é quando poderemos fazer isso em humanos? Mas legalmente falando, quão longe estamos de conseguir isso? Quão longe estamos de conseguir autorização para fazer esses testes em humanos?

Alysson Muotri: Nós já temos alguns medicamentos testados ou descobertos em mini cérebros que hoje estão em ensaios clínicos. Então, por que fazemos a descoberta em mini cérebros? Porque o fato de serem pequenos permite que testemos milhares de novos medicamentos e novas drogas ao mesmo tempo, e acabamos achando muito mais rápido do que se tivéssemos que usar um modelo animal ou em pessoas mesmo. Ainda temos uma lista de candidatos entrando em clínica, e essas fases clínicas são basicamente três. A primeira fase, é a fase de segurança para saber se o novo medicamento não causará nenhum efeito colateral na pessoa, e as outras fases são de eficácia do tratamento. Algumas dessas drogas que foram descobertas no meu laboratório há algum tempo já estão entrando na fase clínica e podem levar dependendo da natureza da droga, de cinco a dez anos para serem testadas. Isso custa muito caro. O maior desafio que nós temos, é encontrar quem banque essas pesquisas. Pesquisas de ensaios clínicos, em geral são feitas por grandes laboratórios farmacêuticos que muitas vezes tem interesses em usar suas próprias drogas. Como trabalhamos em uma universidade e estamos desvinculados desses interesses, as vezes acabamos encontrando uma droga que não tenha propriedade intelectual e isso não desperta o interesse da indústria. O que nos deixa no limbo, porque não temos a quem recorrer e pedir o financiamento para estudar essas drogas. Então é uma questão de financiamento.  Eu acho que quanto mais financiamento nós conseguirmos, mais rápido andaremos.

Álamo Silveira:  Alysson, em novembro do ano passado um chinês causou polêmica ao anunciar que mudando os genes de bebês gêmeos, eles nasceriam com resistência a HIV. Você acredita que ainda teremos muitas resistências nesse quesito de programação celular? Na sua área, existe muita resistência nesse sentido de mexer em células e reprogramá-las?

Alysson Muotri: Nesse caso do chinês nós não chamamos de reprogramação celular, nós chamamos de edição genética. Foi feito realmente uma modificação genética. E as ferramentas que temos hoje, apesar de serem muito melhores do que as que tínhamos antigamente, ainda possuem alguns defeitos. Elas são capazes de consertar um gene alvo ou deixar uma pessoa resistente ao HIV, mas de uma forma não planejada ela pode criar uma mutação no segundo gene. Por isso, existe essa cautela no uso clínico dessas ferramentas. Então, os cientistas em geral são conservadores e preferem ter certeza do que funciona antes de entrar no ensaio clínico. O que o pesquisador chinês fez, foi avançar um pouco o sinal antes de ter a ferramenta completamente segura. E eu vejo os dois lados da moeda. Tem pessoas que falam ‘’olha, se nós nunca avançarmos e arriscarmos nesses estudos, nunca vamos entender o que pode estar acontecendo em humano’’. E um dos exemplos é a própria terapia com célula tronco, feita para tratar doenças no sangue. Fazemos um reposicionamento das células progenitoras sanguíneas, e isso na década de cinquenta tínhamos uma mortalidade de quase noventa por cento. Hoje em dia, nós temos quase noventa por cento de eficácia, conseguimos fazer muito melhor, aprendemos com os erros no meio do caminho. Então, talvez a edição genética vai passar pelo mesmo caminho. O meu trabalho envolve menos dilemas éticos porque ainda está em vitro. Tudo é feito dentro do laboratório.
Como transplanto esses mini cérebros para dentro do cérebro de uma pessoa? Por exemplo, é como se fosse um avatar daquela pessoa no laboratório. Isso desperta uma outra série de questões éticas. Se esse mini cérebro adquirir uma consciência ou um autoconhecimento, será que temos de lidar com ele da mesma forma que lidamos com uma pessoa? Por exemplo. Essas são questões éticas que afetam o meu trabalho diretamente.

Álamo Silveira: O senhor criou um cérebro que simula os neandertais, e os ligou em robôs de quatro patas. O que senhor conseguiu fazer? Eles conseguiram aprender e obedecer ao comando?

Alysson Muotri:  Uma das grandes questões que temos na evolução do cérebro humano, principalmente quando comparamos com outras espécies, é que a forma de aprendizado tem (praticamente e especialmente no começo da vida) o que chamamos de inato ou geneticamente codificado, ou seja, você não precisar ficar ensinando o bebê a fazer certas coisas, ele aprende sozinho. Isso em todas as espécies, mas principalmente em caráter social, o bebê humano aprende a chorar e fazer manha, e assim por diante. Tudo isso parece ser codificado geneticamente, ninguém está ensinando esse bebê a fazer isso. É esse tipo de questionamento que nós fizemos com as células que foram neandertalizadas. Será que os nossos ancestrais tinham algum problema de aprendizado? Então criamos essa plataforma robótica que nada mais é do que um sistema que cria um circuito de aprendizado. Você pode testar se aquele mini cérebro tem a capacidade de aprendizado. E como foi feito isso? O mini cérebro cresce no laboratório, e conseguimos através de eletrodos que são colocados com proximidade a esse mini cérebro, capturar a informação elétrica. Ele vai evoluindo conforme vai passando o desenvolvimento. E quando chega mais ou menos em nove meses ele alcança um topo. Então as redes neurais estão formadas. A partir desse estágio, conseguimos mandar esses sinais elétricos que são produzidos por esses mini cérebros para um computador que codifica tudo isso da forma como queremos. Fomos nós que colocamos o código para o robô andar, eu uso sinais para coordenar as pernas que faz com que o robô ande. O próximo estágio é fechar esse loop, ou seja, nós colocamos sensores infravermelho nesse robô que detectam obstáculos. Eletricamente, esses mini cérebros recebendo esses estímulos, se readaptam e mandam um outro código para o computador. É nesse outro código que nós colocamos, que ele recebe a seguinte informação: toda vez que você chegar em um obstáculo e receber esse novo código, ande para trás. E assim o robô aprende a se movimentar por esses ambientes.

Nós estamos fechando esse loop, ainda não conseguimos terminar isso completamente, mas a expectativa é poder comparar mini cérebros neandertalizados com os mini cérebros dos humanos e também com questões de neurodesenvolvimento. Será que um altista tem mais dificuldade de aprendizado que um neurotípico e como descobrimos isso? Podemos aprender que é o oposto dependendo do experimento, o próprio altista vai ter uma capacidade superior ao neurotípico, e aí vamos aprender como essas redes neurais vão se adaptando dependendo do tipo de desafio que é dado para o robô.

Álamo Silveira: Ainda falando sobre colocar cérebro em robôs, em breve o senhor vê a possibilidade de colocar cérebros em robôs no México? E seria cientificamente e eticamente possível?

Alysson Muotri: O mais interessante dessa história não é o mini cérebro em si, mas a maneira que as redes neurais fazem o aprendizado. A inteligência orgânica informa e redefine a inteligência artificial. Toda inteligência artificial que nós temos hoje em dia é baseado em redes neurais. Nós temos que imitar o cérebro. Só que tudo o que fizemos até hoje é rudimentar, e isso porque nós nunca tivemos acesso ao desenvolvimento neural desde as fases de desenvolvimento humano. Nós temos agora essa possibilidade com os mini cérebros, então vamos aprender como essas redes desenvolvem e como elas aprendem determinado desafio ou determinado task. A partir daí nós vamos conseguir criar algoritmos que imitem essas redes orgânicas e aplicar para dirigir um carro, para dirigir um robô do México para fazer funções cada vez mais humanas, porque está baseado em uma rede neural humana.

Álamo Silveira:  Alysson, muito obrigado por nos receber e dedicar o seu tempo para a FNC Tech Talks.

Você pode conferir essa entrevista na íntegra em vídeo no nosso canal do Youtube: 
https://www.youtube.com/watch?v=2Clo1hmIaNA

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