Como nasce o cérebro humano e por que isso muda tudo no autismo

Em entrevista exclusiva à Revista Jornada do TEA, o neurocientista Alysson Muotri revela como minicérebros, ciência espacial e paternidade estão redefinindo o futuro do neurodesenvolvimento.

Entrevista exclusiva

Por: Débora Saueressig com apoio Kelly Bessa.

Pela primeira vez, um dos maiores nomes da neurociência mundial fala diretamente ao público da Jornada do TEA. Em entrevista exclusiva à revista oficial do congresso, o neurocientista Alysson

Muotri conduz o leitor ao centro da pergunta que move sua pesquisa — e que pode redefinir o entendimento sobre o autismo: como o cérebro humano se forma, aprende e se organiza desde os primeiros instantes da vida.

Reconhecido internacionalmente por desenvolver os chamados organoides cerebrais, os “minicérebros” criados em laboratório, Muotri explica como esse modelo tornou visível aquilo que antes era inalcançável pela ciência: os estágios iniciais do desenvolvimento cerebral humano, justamente onde condições como o autismo começam a se consolidar.

Nesta conversa profunda, acessível e provocadora, o pesquisador fala sobre avanços concretos já entregues ao mundo científico, o uso do ambiente espacial para acelerar o desenvolvimento cerebral, os limites éticos dessa nova fronteira e como a experiência de ser pai de uma criança autista mudou sua relação com o tempo, a urgência e a responsabilidade da ciência.

Mais do que uma entrevista científica, este é um convite à compreensão: do cérebro humano, do autismo e do que vale — e do que ainda não vale — esperar da ciência. Um conteúdo pensado para famílias, profissionais e todos aqueles que acreditam que conhecimento baseado em evidências também é uma forma de cuidado.

RJT - Qual é hoje a pergunta central do seu laboratório sobre cérebro e neurodesenvolvimento — aquela que, se avançar, muda o jogo?

AM - A pergunta central do laboratório é como o cérebro humano funciona. Para entender como algo funciona, é preciso reconstruí-lo. O desafio é que o cérebro humano começa a se formar no útero e termina sua maturação dentro da caixa craniana, o que sempre nos impediu de acessá-lo diretamente ao longo do desenvolvimento.

A proposta dos nossos estudos é justamente essa: reconstruir o cérebro humano em laboratório, fora do útero e fora da caixa craniana, para observar como ele se forma. Ao compreender como as regiões cerebrais surgem, como os circuitos responsáveis pelo comportamento se organizam, como o cérebro aprende, memoriza e se conecta, mudamos completamente o patamar do conhecimento.

Faço questão de enfatizar que buscamos entender o cérebro humano, não qualquer cérebro. Entre todas as espécies, o ser humano é um outlier. E compreender essa singularidade é o centro da nossa pesquisa.

RJT -Quando você fala em organoides cerebrais, os chamados “minicérebros”, o que eles permitem enxergar que antes era invisível? E por que isso é decisivo para estudar condições como o autismo?

AM - Os organoides cerebrais nos permitem observar processos que antes eram completamente inacessíveis. Com esse modelo, conseguimos analisar alterações na expressão gênica, o controle da cromatina, a migração celular, o funcionamento das sinapses e a formação de redes neurais humanas.

Isso é decisivo para o estudo do autismo e de outras condições do neurodesenvolvimento porque essas condições não surgem depois do nascimento. As pessoas já nascem autistas. O que chamamos de autismo começa a se consolidar nos estágios iniciais do desenvolvimento cerebral.

Os organoides nos dão acesso exatamente a essa janela crítica, permitindo observar onde, quando e como esses processos se desviam do desenvolvimento típico. É algo que simplesmente não era possível antes desse modelo experimental.

RJT - Na prática, qual é o ganho mais concreto que essa linha de pesquisa já entregou ao mundo científico? Um mecanismo, uma hipótese, um método, um caminho novo?

AM - Há diversos ganhos concretos. O primeiro é o próprio modelo experimental humano, hoje utilizado por mais de mil laboratórios no mundo inteiro. Esse método começou a ser desenvolvido no nosso laboratório por volta de 2008 e se espalhou globalmente como uma nova forma de estudar o neurodesenvolvimento humano.

Além disso, entregamos mecanismos e hipóteses importantes, especialmente relacionados a formas sindrômicas do espectro do autismo. Identificamos alterações na migração celular, na formação das sinapses, na regulação genética e até novos processos inflamatórios que antes não eram reconhecidos.

Outro ponto relevante são os avanços terapêuticos. O primeiro medicamento comercial para uma das formas de autismo foi desenvolvido a partir de experimentos com organoides no nosso laboratório, iniciados em 2010. Esse modelo abriu caminho para tratamentos que hoje já existem e para outros que ainda estão em desenvolvimento.

RJT -Existe uma distância enorme entre bancada e vida real. Que tipo de avanço você considera realisticamente promissor nos próximos anos para pessoas autistas e suas famílias?

AM - A resposta é direta: todos esses avanços são realisticamente promissores. Segundo o pesquisador, a ciência caminha para entregar, de forma integrada, novos biomarcadores, maior estratificação dos perfis do espectro, melhor compreensão sobre respostas individuais a tratamentos e, principalmente, a redução de comorbidades associadas ao autismo.

“Vamos conseguir identificar quem responde melhor, quem não responde, quais caminhos terapêuticos fazem sentido para cada perfil e como reduzir comorbidades. Isso deve acontecer nos próximos dez anos”, afirma.

Embora reconheça que essa projeção possa soar otimista, ele sustenta a previsão com base na própria trajetória científica. “Quando eu disse, em 2010, que teríamos o primeiro medicamento para uma das formas de autismo, errei por dois anos — em grande parte por causa da pandemia. Mas o medicamento veio”, relembra.

Hoje, mais de mil laboratórios ao redor do mundo utilizam esse modelo experimental, o que, segundo ele, coloca a ciência em uma fase de crescimento quase exponencial. “Com essa velocidade e com esse volume de pesquisa simultânea, entramos em um momento de descoberta acelerada para o autismo.”

RJT - Você também leva essa ciência para contextos como microgravidade e ambiente espacial. Por que isso importa e o que esse tipo de experimento pode revelar que a Terra não mostra do mesmo jeito?

AM - Os experimentos em ambiente espacial surgem de um desafio central da pesquisa com organoides cerebrais: o tempo. Os minicérebros são modelos extremamente fiéis ao desenvolvimento humano, mas justamente por isso reproduzem um processo lento, incompatível com a urgência clínica.

“O cérebro humano amadurece muito lentamente. Um camundongo tem o cérebro formado em cerca de 20 dias. Um chimpanzé amadurece dez anos antes de nós. Já o humano leva décadas”, explica.

Esse limite ficou evidente em uma experiência pessoal do pesquisador. Seu filho, Ivan, desenvolveu epilepsia aos sete anos — uma comorbidade que afeta cerca de 20% das pessoas autistas. Embora ele já tivesse organoides cerebrais do filho em laboratório, o modelo não conseguiu prever a epilepsia. Não por falha técnica, mas porque o evento ocorre anos depois do nascimento.

“É impraticável manter organoides por sete, dez ou vinte anos em laboratório. O recorde hoje é de três a cinco anos. É caro, delicado, exige cuidado constante e está sujeito a perdas”, relata.

A solução veio a partir de estudos da NASA, que mostravam que células humanas expostas ao ambiente espacial apresentavam sinais de envelhecimento acelerado. A partir dessa evidência, surgiu a ideia de incubar organoides cerebrais em órbita.

A primeira missão ocorreu em 2019 e trouxe um resultado decisivo: 30 dias no espaço foram capazes de acelerar cerca de 10 anos do desenvolvimento humano. “Isso muda completamente o jogo”, afirma.

Com essa abordagem, tornou-se possível estudar não apenas o desenvolvimento pré-natal, mas também fases mais tardias do neurodesenvolvimento, como aquelas que correspondem a uma criança autista aos 8, 10 ou mais anos de idade. “O ambiente espacial nos permite acessar vulnerabilidades do cérebro humano que simplesmente não conseguimos observar na Terra.”

RJT - Um tema inevitável é a ética. Onde você coloca os limites e quais salvaguardas considera essenciais para que a pesquisa com organoides cerebrais avance com responsabilidade?

AM - O debate ético em torno dos organoides cerebrais é relativamente novo e, segundo o pesquisador, ainda em construção. Ele explica que nunca teve formação formal em ética ou filosofia, mas foi levado a estudar o tema justamente porque a ciência passou a criar algo que nunca havia sido previsto pelos grandes pensadores da humanidade: tecido cerebral humano desenvolvido artificialmente em laboratório.

“Esse conceito simplesmente não existia. Nenhum filósofo clássico considerou a possibilidade de um cérebro humano criado fora do útero e da caixa craniana”, afirma.

A principal inquietação ética gira em torno da possibilidade de os organoides desenvolverem algum grau de consciência. Caso isso ocorra, surge uma questão central: esses modelos deveriam receber o status moral de pessoa?

Responder a essa pergunta, no entanto, não é simples. A própria definição de consciência não é consensual entre filósofos da mente, nem existe um método objetivo para detectá-la. Tradicionalmente, a consciência é inferida por semelhança. “Eu sei que sou consciente porque tenho consciência de mim mesmo. Assumo que outro ser humano também seja, porque se parece comigo, fala comigo, interage”, explica.

Esse raciocínio se torna progressivamente mais complexo quando aplicado a animais e outras formas de vida. Cães, peixes, insetos e até plantas entram em um campo de incerteza que levou a filosofia contemporânea a trabalhar com a ideia de estratificação da consciência, em que diferentes seres podem apresentar diferentes níveis de experiência consciente.

Hoje, segundo ele, a discussão científica busca entender onde os organoides se encaixam nessa escala. “Será que eles estão mais próximos de uma abelha, de um camundongo ou de outro modelo biológico?”, questiona.

A expectativa do pesquisador é que, no futuro, seja demonstrado que os organoides possuem algum nível de consciência, mas não suficiente para que sejam considerados pessoas. Nesse cenário, eles passariam a ser tratados de forma semelhante aos modelos animais utilizados em pesquisa científica.

“Isso não muda radicalmente a prática científica, mas exige humanização do processo: controle do número de organoides produzidos, critérios éticos claros, descarte responsável e limites bem definidos, assim como já fazemos com modelos animais”, explica.

Para ele, o papel do cientista não é decidir sozinho, mas estimular o debate público, dialogar com filósofos, apresentar evidências experimentais e permitir que a sociedade construa coletivamente esses limites.

RJT - Em entrevistas, você já conectou ciência e paternidade. O que muda no cientista quando existe um filho real por trás da pergunta científica?

AM - Segundo o pesquisador, a paternidade muda tudo — especialmente a relação com o tempo. Ter um filho com autismo nível 3 torna concreta a dimensão do que está em jogo.

“Você percebe o quanto o autismo pode limitar o potencial de vida de um indivíduo. Isso gera revolta, angústia e um desejo profundo de ajudar”, afirma.

Ao mesmo tempo, ele reconhece o conflito interno entre a urgência emocional e o rigor científico. “A ciência é lenta. E eu não quero atalhos. Não quero desenvolver algo que piore o quadro”, explica. Por isso, adotou um princípio pessoal: só avançar em tratamentos que ele aplicaria no próprio filho com total segurança.

Essa tensão levou a uma busca constante por acelerar a ciência sem comprometer a qualidade. “A maior manifestação da paternidade na minha pesquisa é essa obsessão pelo tempo”, diz.

Foi justamente essa urgência que impulsionou os experimentos em ambiente espacial. Segundo ele, os métodos atuais já não comportam a complexidade dos experimentos que deseja realizar. “Hoje, nem astronautas profissionais conseguem executar alguns desses protocolos.”

Por isso, a próxima etapa do projeto envolve cientistas treinados como astronautas, capazes de conduzir experimentos altamente sofisticados em órbita. “Não posso esperar formar um astronauta da NASA. Eu mesmo preciso ir”, afirma.

Para ele, a ida ao espaço não é apenas um feito científico, mas uma resposta direta à ansiedade da paternidade. “Eu não tenho tempo para esperar.”

RJT - Para fechar com esperança e responsabilidade: o que vale a pena esperar da ciência — e o que ainda não vale?

AM - O pesquisador reconhece seu próprio otimismo, mas o ancora em dados concretos. Segundo ele, os primeiros grandes avanços devem ocorrer nas formas sindrômicas do autismo, aquelas em que a causa genética é bem definida.

“Quando você conhece a causa genética, fica muito mais fácil desenvolver uma terapia”, explica. Esses avanços iniciais devem servir como base para compreender e tratar o autismo idiopático ou poligênico, em que a origem genética existe, mas ainda não é completamente mapeada.

Ele acredita que a ciência caminhará para compreender melhor a origem das comorbidades e, principalmente, como bloqueá-las ou preveni-las. O objetivo não é alterar a identidade da pessoa autista.

“Nós não queremos tirar habilidades, nem apagar características individuais. Queremos eliminar comorbidades, proteger o indivíduo e preservar aquilo que faz dele quem ele é”, reforça.

Na visão do pesquisador, esse futuro não está distante demais. “Acredito que veremos essas transformações ainda na nossa geração.”

O motivo do otimismo está no ritmo atual da ciência. “Há 20 anos, eu estava praticamente sozinho levantando essa bandeira. Hoje são mais de mil laboratórios no mundo inteiro trabalhando com esses modelos.”

Para ele, esse é o verdadeiro ponto de virada. “Quando a ciência deixa de ser solitária e se torna coletiva, o avanço deixa de ser linear e passa a ser exponencial.”

Alysson Renato Muotri

É um dos cientistas brasileiros mais reconhecidos internacionalmente. 

Professor de Pediatria e Medicina Celular e Molecular na Universidade da Califórnia, em San Diego, ele dirige o Programa de Células-Tronco da instituição e é pioneiro nas pesquisas com mini cérebros, que vêm ajudando a desvendar os mistérios do autismo e a ampliar o conhecimento sobre o funcionamento do cérebro humano. Muotri é formado em Ciências Biológicas pela Unicamp e doutor em Biologia Genética pela USP. 

Ele é também o primeiro cientista brasileiro com previsão de viajar ao espaço, onde realizará experimentos na Estação Espacial Internacional, levando a pesquisa brasileira a um novo patamar.

Entrevista realizada por Débora Saueressig e Kelly Bessa

Jornalistas e assessoras de imprensa da Jornada do TEA

TRANSCRIÇÃO DO ORIGINAL

E qualquer dúvida, você vai me contatando, que eu vou esclarecendo caso algo não fique claro.

Vou começar pela sua primeira pergunta: qual é a pergunta central do laboratório? O que tentamos responder hoje em dia?

A pergunta central do laboratório é como o cérebro humano funciona. Para descobrir como algo funciona, partimos do princípio de que é preciso reconstruí-lo. E reconstruir o cérebro humano é extremamente complicado, porque ele começa a se formar dentro do útero e só termina sua maturação dentro da caixa craniana. Ou seja, nós nunca tivemos acesso direto ao cérebro humano em desenvolvimento.

Por isso, a ideia de usar um modelo em que reconstruímos o cérebro humano em laboratório, fora do útero e fora da caixa craniana, é fundamental. Se começarmos a entender como as regiões do cérebro são formadas, como a circuitaria responsável pelo comportamento se organiza, como o cérebro memoriza, como ele aprende, tudo isso muda o jogo. Tudo isso é extremamente importante.

Esse é o tema central do laboratório: como o cérebro humano funciona. Repare que eu não estou falando de como qualquer cérebro funciona. Eu quero saber especificamente como o cérebro humano funciona. E por que focar no humano? Porque, entre todas as espécies, nós somos um outlier.

Com os organoides cerebrais, conseguimos observar alterações de expressão gênica, controle da cromatina, migração celular, funcionalidade das sinapses e geração de redes neurais. Isso é decisivo para estudar o autismo e outras condições do neurodesenvolvimento porque essas condições acontecem durante o desenvolvimento, nos estágios iniciais da formação do cérebro.

Ninguém se torna autista depois de nascer. As pessoas já nascem autistas. Então, de onde vem o autismo? As evidências sugerem que ele já está se consolidando nesses estágios iniciais do desenvolvimento, que é justamente a janela experimental que o modelo de organoides nos permite observar.

Passando para a terceira pergunta: na prática, qual é o ganho mais concreto que essa linha de pesquisa já entregou ao mundo científico? Um mecanismo, uma hipótese, um método, um caminho novo?

Existem vários resultados práticos dessa pesquisa. O primeiro é o próprio modelo experimental humano, que hoje é utilizado por mais de mil laboratórios no mundo todo. Isso começou no nosso laboratório em 2008 e se tornou uma forma prática de estudar o neurodesenvolvimento humano em escala global.

Além disso, entregamos mecanismos e hipóteses importantes, especialmente nas condições sindrômicas do espectro do autismo, indicando alterações na migração celular, na formação sináptica, na expressão gênica e até novas formas de inflamação que antes não eram reconhecidas.

E, por fim, novas formas de tratamento. Ressalto aqui que o primeiro medicamento comercial para uma das formas do autismo saiu do nosso laboratório, a partir de experimentos realizados em 2010. Ou seja, o primeiro medicamento hoje comercializado para o autismo veio diretamente desse modelo. E existem outros em desenvolvimento. Esses são produtos concretos gerados a partir dessa linha de pesquisa.

Próxima pergunta: existe uma distância enorme entre a bancada e a vida. Que tipo de avanço você considera realisticamente promissor nos próximos anos para pessoas autistas e suas famílias? Biomarcadores, estratificação de perfis, respostas a tratamento, redução de comorbidades?

Minha resposta é: todos. Eu acredito realisticamente que vamos avançar em todas essas frentes. Vamos desenvolver novos biomarcadores, conseguir estratificar perfis, identificar quem responde melhor ou pior a determinados tratamentos e reduzir comorbidades. Tudo isso deve acontecer nos próximos dez anos.

Algumas pessoas acham que eu sou otimista demais, mas quando eu disse, em 2010, que teríamos o primeiro medicamento para o autismo, errei apenas por dois anos, muito por conta da pandemia. Então acredito que tenho uma boa leitura do que está por vir na ciência.

Com a velocidade atual e com o fato de existirem hoje mais de mil laboratórios usando esse modelo, estamos entrando em uma fase quase exponencial de descobertas científicas relacionadas ao autismo.

A próxima pergunta trata dos experimentos em microgravidade ou ambiente espacial. Por que isso importa e o que esse tipo de experimento pode revelar sobre o desenvolvimento neural que a Terra não mostra da mesma forma?

Eu prefiro chamar de ambiente espacial ou órbita. Os experimentos em órbita permitem acelerar o desenvolvimento. Isso é crucial porque os minicérebros são um modelo extremamente fiel: eles recapitulam muito bem o tempo de desenvolvimento humano, que é extremamente lento em comparação com outras espécies.

Um camundongo tem o cérebro completamente formado em 20 dias. Um chimpanzé amadurece cerca de dez anos mais rápido que um humano. Nós amadurecemos muito mais lentamente. Isso é bom do ponto de vista científico, porque o modelo é fiel, mas é impraticável.

O meu filho, Ivan, começou a apresentar epilepsia — uma comorbidade que afeta cerca de 20% das pessoas autistas — quando tinha sete anos. Eu já tinha o organoide cerebral dele feito em laboratório, mas o modelo não conseguiu prever a epilepsia. No início, achei que o problema era o modelo. Depois percebi que o fator crítico era o tempo.

A epilepsia não surge ao nascer, ela surge anos depois. E é impraticável manter organoides por sete anos em laboratório. Embora teoricamente eles possam durar tanto quanto uma vida humana, ainda não temos uma forma prática de mantê-los por tanto tempo. O recorde hoje é de três a cinco anos, e mesmo assim com alto risco de perda por contaminação ou acidentes.

Manter organoides exige cuidado constante, quase como cuidar de um bebê, além de ser extremamente caro. Por isso, busquei formas de acelerar o desenvolvimento humano.

Foi então que encontrei estudos da NASA mostrando que células humanas de astronautas, ao retornarem à Terra, apresentavam sinais de envelhecimento precoce. A partir disso, propus incubar organoides cerebrais em órbita para acelerar o desenvolvimento. A primeira missão foi em 2019 e mostrou que 30 dias no espaço aceleram o desenvolvimento equivalente a cerca de dez anos.

Hoje conseguimos usar esse modelo para recapitular estágios pré-natais, pós-natais e até fases mais avançadas do desenvolvimento humano, como quando um autista tem cerca de dez anos de idade.

Seguindo para a questão da ética, um tema inevitável. Onde coloco os limites e quais salvaguardas considero essenciais para que a pesquisa avance com responsabilidade?

Essa não é originalmente a minha área. Nunca estudei ética formalmente, mas fui levado a mergulhar nesse campo, que é mais filosófico, para tentar contribuir com os pensadores da mente e introduzir o conceito de organoides na filosofia.

Os grandes pensadores da humanidade jamais imaginaram a existência de um tecido cerebral humano criado artificialmente em laboratório. Esse é um conceito novo e que gera desconforto. Surge então a pergunta: será que estamos criando um tecido capaz de desenvolver algum nível de consciência?

E, se sim, de acordo com nossas tradições filosóficas, um tecido consciente deveria receber o status de pessoa? A primeira questão é justamente definir se os organoides possuem consciência — algo extremamente difícil, já que não há consenso nem sobre o que é consciência, nem sobre como medi-la.

Nós inferimos consciência por similaridade. Eu sei que sou consciente. Olho para outro ser humano, ele se parece comigo, interage comigo, então assumo que ele também seja consciente. Faço o mesmo com meu cachorro. Mas isso vai ficando cada vez mais complexo conforme avançamos para outras espécies.

Daí surge o conceito de estratificação da consciência: talvez todas as espécies tenham algum nível de consciência, inclusive plantas, apenas em formas diferentes da nossa.

Hoje tentamos entender onde os organoides se encaixam nessa escala. Dependendo disso, decidiremos se merecem ou não status de pessoa. Acredito que acabaremos demonstrando algum nível de consciência, mas que eles não terão status de pessoa — e sim de modelos animais em pesquisa.

Na prática, isso implica humanizar o trabalho com organoides: controle da produção, descarte ético, limites claros, assim como já fazemos com modelos animais. Meu papel é estimular essa discussão, ouvir a sociedade, dialogar com filósofos, produzir evidências experimentais e apresentar tudo publicamente para que a sociedade decida.

Sobre ciência e paternidade: o que muda quando existe um filho real por trás da pergunta científica?

Muda tudo, especialmente a relação com o tempo. Ter um filho com autismo nível 3 faz você perceber o quanto essa condição pode limitar o potencial de vida de um indivíduo. Isso gera revolta e uma urgência enorme em ajudar.

Ao mesmo tempo, como cientista, não quero atalhos. Quero rigor científico. Sempre digo que só desenvolveria um tratamento que eu daria ao meu próprio filho sem hesitação. Isso traz confiança, mas também ansiedade em acelerar a ciência.

A ida ao espaço nasce exatamente dessa urgência. Os experimentos que precisamos fazer hoje são tão sofisticados que nem astronautas profissionais conseguem executá-los. Por isso, buscamos treinar cientistas para se tornarem astronautas. A ideia de fazer ciência no espaço vem diretamente dessa ansiedade da paternidade. Eu não tenho tempo para esperar.

Para finalizar, com esperança e responsabilidade: o que vale a pena esperar da ciência — e o que ainda não?

Sou otimista. Acredito que os avanços virão primeiro nas formas sindrômicas do autismo, porque são geneticamente mais bem definidas. A partir delas, aprenderemos a tratar outras formas, inclusive o autismo idiopático ou poligênico.

Vamos entender melhor as comorbidades e como bloqueá-las, protegendo o indivíduo sem retirar suas habilidades ou características positivas. Não queremos apagar a individualidade, mas eliminar o que causa sofrimento.

Acredito que veremos isso ainda na nossa geração. A ciência hoje avança muito mais rápido. Há 20 anos eu estava praticamente sozinho nessa linha de pesquisa. Hoje são mais de mil laboratórios no mundo inteiro. Isso é o que me deixa realmente otimista.