Cercetătorii au creat șoareci cu țesut cerebral uman. Experimentul, coordonat de un român de la Universitatea Stanford

Oamenii de știință au crescut șoareci de laborator cărora le lipseau anumite secțiuni din creier și apoi au înlocuit țesutul lipsă cu celule umane, în cadrul unui experiment coordonat de un cercetător român de la Universitatea Stanford.

Foto: Pexels

Organoidele sunt versiuni miniaturale și simplificate ale unor organe, create în laborator, in vitro, în trei dimensiuni. Ele imită o parte dintre caracteristicile structurale, biologice și funcționale ale organelor reale.

Organoizii cerebrali le permit cercetătorilor să studieze dezvoltarea timpurie a creierului, inclusiv procese care au loc în perioada intrauterină și nu pot fi observate direct la oameni.

Deși nu reproduc perfect creierul uman, aceste „minicreieri” pot fi folosiți pentru studierea bolilor și a dezvoltării normale a creierului. Pot fi cultivați în laborator și combinați pentru a forma structuri mai complexe.

„Există anumite indicii prezente in vivo care sunt cu adevărat importante şi pur şi simplu nu ştim ce să adăugăm in vitro”, a declarat co-autorul studiului, Dr. Sergiu Paşca, profesor de psihiatrie şi ştiinţe comportamentale la Universitatea Stanford, potrivit Agerpres.

Echipa a demonstrat acest fenomen prin transplantarea de organoizi de la şoareci de laborator într-un studiu publicat în 2022.

Organoizii transplantaţi au crescut, au format conexiuni mai bune şi au fost mai active decât organoizii cultivaţi în vase de laborator.

Cercetătorii au creat un șoarece modificat genetic, cu o mare parte din cortex și hipocamp lipsă, pentru a oferi celulelor cerebrale umane mai mult spațiu de dezvoltare. Deși acestea se maturizează mult mai lent decât cele ale rozătoarelor, în aproximativ 90% dintre cazuri țesutul uman transplantat s-a integrat și a început să crească.

„Am luat pur şi simplu organoizi corticali, aproximativ patru, şi i-am transferat cu o seringă în acel spaţiu liber”, a spus Pașca.

„Asta e tot. Intră acolo, se grefează şi, în câteva săptămâni, încep să crească. Apoi, în câteva luni, preiau cea mai mare parte a acelui volum”.

În săptămânile care au urmat procedurii de transplant, celulele cerebrale umane din cutiile craniene ale şoarecilor au crescut, au format conexiuni şi au extins proiecții în țesutul subiacent. Ţesutul uman nu s-a organizat în straturi distincte, aşa cum s-ar întâmpla în mod normal în interiorul capului unui om, dar a inclus multe tipuri de celule care sunt de obicei observate în cortexul cerebral uman.

Cercetătorii au comparat apoi şoarecii care au primit organoizi cerebrali cu şoareci cărora le lipsea aceeaşi cantitate de ţesut cerebral, dar cărora nu li s-au administrat organoizi şi apoi au comparat ambele grupe cu şoareci normali, nemodificaţi.

Șoarecii cărora le lipseau secţiuni extinse din creier încă funcţionau destul de bine.

„Te uiţi la ei şi nu poţi spune cu adevărat care sunt care”, a spus Paşca. La o inspecţie mai atentă, însă, şoarecii aveau deficite subtile în abilităţile motorii fine, memoria de lucru şi socializare, a precizat el.

Cercetătorul Sergiu Pașca consideră că aceste modele ar putea ajuta la studierea efectelor hipoxiei, toxinelor și medicamentelor asupra creierului în dezvoltare, dar și a unor afecțiuni precum paralizia cerebrală și autismul.

Studiul a ridicat și întrebări etice privind bunăstarea animalelor și posibilitatea ca țesutul cerebral uman să le confere abilități cognitive noi.

„Nu am observat apariţia unor noi proprietăţi (dar) nu este surprinzător, deoarece suntem încă într-un stadiu foarte incipient de dezvoltare”, a mai precizat Paşca. Cercetătorii au crescut aceşti organoizi timp de doar şase luni, aşa că erau aproximativ la fel de dezvoltaţi ca ţesutul cerebral al unui făt de 6 luni.