Descoperire uluitoare la Stanford. Un român a făcut țesut cerebral uman să crească în șoareci

Cercetarea a fost realizată de o echipă de la Stanford, condusă de Sergiu P. Pașca, Karl Deisseroth și Konstantin Kaganovsky. Autorii au dezvoltat o nouă platformă pentru studierea dezvoltării creierului uman și a unor boli neurologice.

Cum au fost creați șoarecii cu țesut cerebral uman

Cercetătorii au modificat genetic șoarecii astfel încât aceștia să nu dezvolte cea mai mare parte a cortexului cerebral și hipocampului. Modificarea a creat spațiu pentru dezvoltarea țesutului uman transplantat.

În aceste zone au fost introduși organoizi corticali umani. Organoizii sunt structuri tridimensionale formate din celule umane și dezvoltate în laborator.

Procedura a fost denumită xenocorticație. Scopul ei este de a permite țesutului cerebral uman să se dezvolte într-un organism viu și să formeze conexiuni cu sistemul nervos al gazdei.

Rezultatele au fost semnificative. Cercetătorii au raportat o rată de succes a grefării de 86,2%. Între două și trei luni după transplant, volumul grefei a crescut de aproximativ 4,7 ori.

La trei luni, țesutul provenit din organoizii umani reprezenta 91,9% din volumul cortical analizat. Densitatea medie a fost de aproximativ 32.000 de neuroni pe milimetru cub.

Țesutul uman s-a conectat la sistemul nervos al șoarecilor

Unul dintre cele mai importante rezultate ale cercetării este integrarea neuronilor umani în sistemul nervos al animalelor.

Cercetătorii au observat activitate electrică în țesutul transplantat. Neuronii umani au format conexiuni cu alte regiuni ale creierului șoarecilor.

Unele dintre prelungirile neuronilor umani au ajuns până la măduva spinării. Studiul arată astfel că țesutul uman poate forma conexiuni pe distanțe mari în interiorul sistemului nervos al gazdei.

Analizele au identificat mai multe tipuri de celule caracteristice cortexului uman. Printre acestea se află neuroni de proiecție din stratul cinci și alte tipuri de neuroni care sunt dificil de obținut în modelele de laborator.

Cercetătorii au observat, de asemenea, că țesutul transplantat prezintă caracteristici ale cortexului uman aflat în dezvoltare. Totuși, autorii subliniază că grefa nu reproduce încă un cortex uman matur.

Ce ar putea însemna cercetarea pentru medicina viitorului

Una dintre principalele probleme în cercetarea creierului este accesul limitat la țesut cerebral uman viu. Organoizii obținuți din celule stem oferă o alternativă, dar modelele dezvoltate exclusiv în laborator nu reproduc toate condițiile existente într-un organism.

Noua metodă le permite cercetătorilor să studieze celulele umane într-un sistem viu. Platforma ar putea fi folosită pentru cercetarea unor boli neurologice și psihiatrice și pentru testarea unor tratamente.

Autorii menționează posibilitatea utilizării modelului pentru studierea dezvoltării creierului și a unor afecțiuni precum autismul, epilepsia și paralizia cerebrală. Cercetarea ar putea contribui și la dezvoltarea unor terapii noi.

În cadrul studiului, cercetătorii au testat și reacția țesutului uman la lipsa de oxigen. Rezultatele au arătat că grefele umane pot fi analizate în contextul unor leziuni ale creierului aflat în dezvoltare.

Cercetătorii atrag atenția asupra limitelor

Studiul nu înseamnă că șoarecii au acum un „creier uman”. Animalele au continuat să aibă sistemul nervos propriu, iar cercetătorii au analizat integrarea țesutului uman în acest sistem.

Autorii subliniază și limitele actuale ale metodei. Țesutul transplantat nu are încă toate caracteristicile unui cortex uman matur. Nu sunt prezente complet organizarea corticală, stratificarea matură și toate tipurile de neuroni necesare unui circuit cortical complet.

Cercetarea ridică și întrebări etice. Autorii spun că dezvoltarea unor astfel de modele trebuie însoțită de reguli clare. Acestea devin cu atât mai importante dacă, în viitor, cercetările vor implica țesut mai matur sau alte specii de animale.

Studiul coordonat de Sergiu Pașca deschide astfel o nouă direcție în cercetarea creierului. Cercetătorii pot analiza acum țesut cerebral uman într-un organism viu, pot observa formarea conexiunilor neuronale și pot testa mecanisme ale unor boli care sunt dificil de studiat direct la oameni.