Uma startup suíça, FinalSpark, lançou o que afirma ser o primeiro bioprocessador do mundo, integrado a uma plataforma online inovadora que oferece acesso remoto a 16 organoides do cérebro humano. Esta neuroplataforma de ponta é considerada um avanço, proporcionando interação direta com neurônios biológicos in vitro.
O primeiro bioprocessador do mundo
Principais destaques:
- Eficiência energética: FinalSpark enfatiza que seu bioprocessador consome dramaticamente menos energia do que os processadores convencionais—até um milhão de vezes menos. Esta redução significativa poderá inaugurar uma nova era de computação com eficiência energética.
- Capacidades de aprendizagem e processamento: A startup sugere que seu bioprocessador não apenas processe informações, mas também tenha capacidade de aprendizagem, marcando um avanço substancial na tecnologia de bioprocessadores.
- Arquitetura inovadora: A neuroplataforma emprega uma arquitetura única chamada “ware molhado”, combinando componentes biológicos, de software e de hardware. Ele usa quatro matrizes multieletrodos (MEAs) para hospedar os organoides, cada matriz contendo quatro organoides, resultando em um total de 16 estruturas de células 3D baseadas em tecido cerebral.
O que são organoides cerebrais?
Organoides cerebrais são estruturas 3D criadas a partir de células-tronco humanas que imitam o desenvolvimento inicial do cérebro. Eles contêm vários tipos de células, como neurônios e glia, semelhantes aos do cérebro humano. Esses organoides são valiosos porque modelam melhor o desenvolvimento do cérebro humano do que as culturas celulares tradicionais e os modelos animais, tornando-os úteis para o estudo de doenças cerebrais.
Organóides cerebrais feitos de células de pacientes ajudam os pesquisadores a compreender as doenças, estudando-as em diferentes estágios. Os assemblóides regionais multicerebrais permitem aos cientistas explorar as interações entre diferentes regiões do cérebro. No entanto, os organoides ainda enfrentam desafios como estresse celular, falta de células maduras e formação limitada de circuitos. Esta revisão abrange os esforços para resolver essas questões e destaca o potencial do uso de células derivadas de organoides cerebrais para terapia de doenças.
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Afirmações ousadas do FinalSpark
FinalSpark afirmações são ambiciosos e, se comprovado, poderá revolucionar nossa abordagem aos bioprocessadores. A empresa elabora essas possibilidades de forma detalhada artigo de pesquisa, comparando o consumo de energia do seu bioprocessador com sistemas tradicionais. Por exemplo, a formação de um modelo linguístico de grande dimensão (LLM) como o GPT-3 requer normalmente cerca de 10 GWh de energia, o que representa mais de 6.000 vezes o consumo anual de energia de um cidadão europeu médio.
A promessa de economia de energia
Se o bioprocessador do FinalSpark conseguir atingir as capacidades reivindicadas de poupança de energia, poderá ser extremamente benéfico para aplicações de alta procura, particularmente em contextos onde a redução do consumo de energia é crucial. Esta inovação pode levar a soluções computacionais mais sustentáveis e eficientes.
- Limitações atuais: Apesar do seu potencial, a escalabilidade do bioprocessador ainda não está clara. Embora a neuroplataforma ofereça uma experiência semelhante à nuvem, ainda não se sabe até que ponto o poder de processamento dos 16 organoides pode ser distribuído em múltiplas operações.
- Acesso exclusivo: Atualmente, apenas nove instituições têm acesso à plataforma de computação remota. Cada instituição assina o serviço por US$ 500pcm (um tipo de criptomoeda) por usuário, sugerindo um modelo de serviço de alto padrão voltado para um público seletivo.
Neuroplataforma do FinalSpark significa um grande avanço na tecnologia de bioprocessamento, com sua integração de neurônios biológicos e arquitetura inovadora. À medida que esta tecnologia evolui, ela promete redefinir a eficiência computacional e o poder de processamento, levando potencialmente a desenvolvimentos futuros significativos na área.
Aplicação de organoides do cérebro humano
Outro artigo publicado no Biblioteca Nacional de Medicina está lançando luz sobre o fascinante mundo dos organoides cerebrais:
- Organoides cerebrais são estruturas 3D criadas a partir de células-tronco humanas que imitam o desenvolvimento inicial do cérebro, contendo vários tipos de células, como neurônios e glia.
- Eles oferecem uma representação mais precisa do desenvolvimento e função do cérebro humano em comparação com culturas celulares tradicionais e modelos animais.
- Os pesquisadores podem estudar doenças do neurodesenvolvimento modelando informações genéticas específicas do paciente usando organoides cerebrais.
- Os assemblóides regionais multicerebrais permitem a investigação de interações entre diferentes regiões cerebrais, proporcionando maior consistência na caracterização molecular e funcional.
- Apesar do seu potencial, os organoides enfrentam desafios como estresse celular, falta de tipos de células maduras, maturação limitada e formação de circuitos.
- A incorporação de vários tipos de células neurais, como células gliais e vasculares, pode ajudar a superar algumas das limitações dos organoides cerebrais.
- Células-tronco neurais derivadas de organoides (NSCs) podem ser usadas para terapia de reposição celular em doenças neurodegenerativas.
- Tecnologias de edição genética como CRISPR/Cas9 aumentam o potencial para pesquisas de medicina personalizada usando organoides cerebrais.
- Os organoides cerebrais foram cruciais no estudo de como o vírus Zika causa deficiências no desenvolvimento neural, incluindo a morte de células-tronco neurais.
- Eles são valiosos para estudar doenças como Alzheimer e Parkinson, fornecendo um modelo melhor do que os sistemas animais.
- Organoides em forma de disco e dispositivos microfluídicos melhoram o fornecimento de nutrientes e oxigênio, melhorando a maturação e funcionalidade dos organoides.
- A co-cultura de organoides cerebrais com microglia ajuda os organoides a manter um estado homeostático e promove a maturação da rede neural.
- A tecnologia Brain-on-a-chip oferece uma abordagem promissora para replicar mecanismos de desenvolvimento do cérebro, como enrugamento e dobramento.
- Além de modelar doenças, os organoides cerebrais têm potencial na terapia celular para doenças como doença de Parkinson, ELA e esclerose múltipla.
Os organoides cerebrais estão conscientes?
Atualmente, organoides cerebrais não mostram quaisquer sinais de consciência humana. No entanto, não podemos descartar completamente a possibilidade de que, no futuro, os organoides cerebrais possam desenvolver características que possam ser consideradas evidências de consciência, semelhantes ao que observamos no cérebro humano.
Crédito da imagem em destaque: Kerem Gülen/meio da jornada
