Naučnici su pronašli način da preskoče neke od najizazovnijih koraka prilikom izrade minijaturnog modela ljudskog mozga u laboratoriji.
Umesto da nagovaraju matične ćelije da se razmnožavaju u milione i prerastu u različite tipove ćelija, poput neurona, istraživači u Holandiji su uspeli da razviju organoid mozga direktno iz moždanog tkiva fetusa.
Samoorganizujuća struktura koja rezultira je veličine zrna pirinča. Iako to nije pravi organ (nema misli, emocije ili svest), istraživači se nadaju da će se pokazati kao vredan model za lečenje moždanih bolesti i poremećaja, posebno kod dece.
„Našom studijom dajemo važan doprinos oblastima istraživanja organoida i mozga“, kaže Hans Klevers, pionir istraživanja organoida na Hubreht institutu i Centru princeze Maksima.
„Do sada smo mogli da dobijemo organoide iz većine ljudskih organa, ali ne i iz mozga – zaista je uzbudljivo što smo sada uspeli da preskočimo i tu prepreku.
Fetalno moždano tkivo se obično dobija elektivnim abortusom, a njegove etičke dozvole u naučnim istraživanjima značajno se razlikuju od nacije do nacije, pri čemu su neke zemlje u potpunosti zabranile njegovu upotrebu, a druge, poput Holandije, dozvoljavaju njegovu upotrebu uz stroga ograničenja.
S obzirom na nisku dostupnost fetalnog tkiva, naučnici su ranije uzgajali samo ljudski „mini mozak“ iz matičnih ćelija.
Ali za razliku od organoida dobijenih iz ćelija, koji spontano sazrevaju do krajnje tačke, organoidi izvedeni iz tkiva odražavaju prirodno, fiksno razvojno stanje koje se može održavati prilično dugo.
U Holandiji, istraživači iz Centra za pedijatrijsku onkologiju Princeza Maksima i Instituta Hubreht blisko su sarađivali sa bioetičarima kako bi osmislili svoju metodologiju.
Na kraju, tim je uspeo da nagovori male fragmente fetalnog moždanog tkiva da se samoorganizuju u posudi, stvarajući trodimenzionalnu, slojevitu strukturu sa različitim tipovima ćelija, uključujući neurone i potporne ćelije, nazvane radijalna glija.
Radijalna glija je posebno uzbudljiv razvoj, jer su to osobine specifične za ljude koje se ne repliciraju u modelima glodara.
Još bolje, organoid mozga je nastavio da reaguje na neke od istih hemijskih signala kao i živi mozak, i ostao je živ više od šest meseci.
Poređenja radi, organoidi mozga napravljeni od matičnih ćelija jedva mogu da prežive više od 80 dana.
Clevers i njegove kolege su čak uspeli da genetski manipulišu svojim organoidima da liče na tumore raka i testiraju lekove na njima.
Tim sumnja da se njihov uspeh može bar delimično pripisati proteinima koje moždano tkivo može da proizvede. Ovi ključni proteini stvaraju skele za moždane ćelije tako da se one mogu samoorganizovati u trodimenzionalnu strukturu.
„Naš novi model mozga izveden iz tkiva omogućava nam da bolje razumemo kako mozak u razvoju reguliše identitet ćelija“, kaže Benedeta Artegijani, vođa istraživačke grupe u Centru Princess Makima.
„To bi takođe moglo pomoći da se razume kako greške u tom procesu mogu dovesti do neurorazvojnih bolesti kao što je mikrocefalija, kao i drugih bolesti koje mogu proizaći iz zaostalog razvoja, uključujući rak mozga u detinjstvu.“
