Vedci implantovali ľudské mozgové bunky do mozgu mladého potkana. Tie vytvorili funkčné prepojenia
Vedci zo Stanfordu implantovali ľudské neuróny do vyvíjajúceho sa mozgu potkana. Ľudské tkanivo nielen prežilo, ale v mozgu potkana sa mu darilo a ďalej rástlo.
Z výskumného centra Stanford Medicine prichádza štúdia, ktorá prináša nové poznatky v oblasti psychických porúch. Vedcom sa po prvýkrát podarilo prepojiť ľudské neuróny z mozgovými bunkami potkana.
Znie to na prvý pohľad zvláštne, no výsledkom sú hybridné obvody, ktoré podporujú mozgové procesy živočícha. Využili na to špeciálnu metódu umožňujúcu vykonávať experimenty, za iných okolností považované za invazívne alebo nemožné. Ľudské mozgové tkanivo vedci „vypestovali“ v tkanive potkana a následne pozorovali, ako to ovplyvní jeho správanie.
„Teraz môžeme študovať vývoj zdravého mozgu, ako aj rôznych psychických porúch bez toho, aby sme museli vyoperovať mozgové tkanivo človeka. Zároveň môžeme tento hybridný mozog využiť na testovanie nových druhov liečiv, či liečebných metód,“ vysvetľuje Sergiu Pasca, profesor psychiatrických a behaviorálnych vied.
Po prvýkrát Pasca túto metódu zmienil v štúdii z roku 2015. V rámci tejto práce vedci transformovali kožné bunky na kmeňové bunky, ktoré nakoniec prerobili na mozgové bunky. Kmeňové bunky sa totiž dokážu ďalej premeniť takmer na každý typ bunky v ľudskom tele. Z transformovaných buniek následne vytvorili niekoľko organoidov, ktoré predstavovali rôzne regióny ľudského mozgu.
Hoci sa im podarilo vytvoriť aj komplikovanejšie mozgové obvody, vývoj neurónov v laboratórnej miske sa líši od procesu prirodzene sa vyskytujúceho počas vývoja ľudského mozgu.
Ľudské neuróny fungovali
V rámci novej štúdie preto využili laboratórne potkany staré len dva až tri dni. To sa u človeka približne rovná dojčenskému veku. V mozgu dospelého potkana sú už vytvorené neurónové prepojenia, preto by výskum nemal s najväčšou pravdepodobnosťou úspech.
Neprehliadnite
Vedci umiestnili organoidy pripomínajúce cerebrálny kortex do mozgov mladých potkanov a následne sledovali ich vývoj. Potkanie bunky sa pomerne rýchlo dostali do ľudského tkaniva. Následne vytvorili cievky, ktoré do implantovaného tkaniva začali dodávať živiny. Vedci pozorovali aj nasťahovanie sa imunitných buniek do implantovaného organoidu.
Ľudské tkanivo nielen prežilo, ale v mozgu potkana sa mu darilo a ďalej rástlo. Spočiatku meralo len pätinu palca, no po polroku vyplnilo takmer tretinu hemisféry potkanieho mozgu. Autori štúdie uvádzajú, že ľudské neuróny vytvorili v mozgu fungujúce prepojenia s pôvodnými obvodmi. Priame prepojenie vytvorili s medzimozgom potkana.
Vedci tak získali jedinečnú možnosť, ako študovať rôzne neuropsychiatrické ochorenia. V rámci štúdie skúmali takzvaný Timotyho syndróm – vzácnu genetickú vadu spájajúcu sa s autizmom a epilepsiou. Do mozgu potkana implantovali organoid ovplyvnený touto vadou a na druhú stranu mozgu zdravé neuróny ako kontrolnú vzorku.
Po polroku vedci pozorovali výrazné rozdiely medzi oboma organoidmi. Neuróny ovplyvnené Timotyho syndrómom, boli oveľa menšie a nevytvorili až toľko prepojení. Porovnanie s funkciou zdravých neurónov priamo v mozgu potkana vedcom umožní dozvedieť sa viac o povahe rôznych neuropsychologických ochorení.
Komentáre