Oamenii de știință au găsit o modalitate de a sări peste unele dintre cele mai dificile etape în construirea unui model de creier uman în miniatură în laborator. În loc să determine celulele stem să prolifereze cu milioanele și să se transforme în diferite tipuri de celule, cum ar fi neuronii, cercetătorii din Olanda au reușit să dezvolte un organoid cerebral direct din țesutul cerebral fetal, scrie sciencealert.com.
Structura de auto-organizare care rezultă are dimensiunea unui bob de orez. Deși nu este un organ real (nu are gânduri, emoții sau conștiință), cercetătorii speră că se va dovedi a fi un model valoros pentru tratamentul bolilor și tulburărilor cerebrale, în special la copii.
„Cu studiul nostru, aducem o contribuție importantă în domeniul cercetării organoidelor și al creierului”, spune Hans Clevers, un pionier în cercetarea organoidelor la Institutul Hubrecht și la Centrul Prințesa Máxima.
„Până acum, am reușit să obținem organoizi din majoritatea organelor umane, dar nu și din creier – este foarte interesant faptul că am reușit să depășim și acest obstacol”.
Țesutul cerebral fetal este obținut, de obicei, în urma unor avorturi elective, iar autorizațiile sale etice în cercetarea științifică variază considerabil de la o națiune la alta, unele țări interzicându-i complet utilizarea, iar altele, cum ar fi Olanda, permițându-i utilizarea cu limitări stricte.
Având în vedere disponibilitatea redusă a țesuturilor fetale, oamenii de știință au cultivat până acum doar „mini-creiere” umane din celule stem.
Dar, spre deosebire de organoizii derivați din celule, care se maturizează în mod spontan până la un punct final, organoizii derivați din țesuturi reflectă o stare de dezvoltare nativă, fixă, care poate fi menținută pentru o perioadă destul de lungă de timp.
În Olanda, cercetătorii de la Centrul Prințesa Máxima pentru oncologie pediatrică și de la Institutul Hubrecht au colaborat îndeaproape cu bioeticienii pentru a-și concepe metodologia.
În cele din urmă, echipa a reușit să compună fragmente mici de țesut cerebral fetal să se autoorganizeze într-o farfurie, creând o structură tridimensională, stratificată, cu diferite tipuri de celule, inclusiv neuroni și celule de susținere, numite glia radială.
Glia radială reprezintă o evoluție deosebit de interesantă, deoarece acestea sunt caracteristici specifice omului care nu sunt reproduse în modelele de rozătoare.
Chiar mai bine, organoidul cerebral a continuat să răspundă la unele dintre aceleași semnale chimice ca un creier viu și a rămas în viață mai mult de șase luni.
Prin comparație, organoidele cerebrale realizate din celule stem abia reușesc să reziste mai mult de 80 de zile.
Clevers și colegii săi au reușit chiar să manipuleze genetic organoidele pentru a le face să semene cu tumorile canceroase și să testeze medicamente pe ele.
Echipa suspectează că succesul lor poate fi atribuit, cel puțin parțial, proteinelor pe care le poate produce țesutul cerebral. Aceste proteine cruciale creează scheletul pentru celulele cerebrale, astfel încât acestea să se poată auto-organiza într-o structură tridimensională.
„Noul nostru model de creier derivat din țesut ne permite să înțelegem mai bine modul în care creierul în curs de dezvoltare reglează identitatea celulelor”, spune Benedetta Artegiani, liderul grupului de cercetare de la Centrul Prințesa Máxima.
„De asemenea, ar putea ajuta la înțelegerea modului în care erorile din acest proces pot duce la boli de neurodezvoltare, cum ar fi microcefalia, precum și la alte boli care pot proveni din dezvoltarea deraiată, inclusiv cancerul cerebral la copii.”
