Țesut cerebral uman crescut în creierul șoarecilor de un român de la Stanford
Proiectul științific a presupus utilizarea unor șoareci cărora le lipseau structural porțiuni importante din creier, golul fiind completat cu celule umane cultivate inițial în laborator. În spatele acestei abordări inovatoare se află dr. Sergiu Pașca, profesor de psihiatrie și științe comportamentale în cadrul prestigioasei Universități Stanford.
Foto: Pexels
Pentru a înțelege mai bine patologiile neuronale și etapele timpurii ale dezvoltării sistemului nervos, specialiștii creează organoizi – structuri tridimensionale microscopice obținute in vitro. Acești „minicreieri” reproduc o parte din proprietățile funcționale, structurale și biologice ale unui creier veritabil și oferă acces la transformări care au loc în uter, inaccesibile observației directe la om. Modelele pot fi crescute și asamblate în laborator pentru a compune sisteme mai complexe, însă mediul artificial are minusuri evidente.
„Există anumite indicii prezente in vivo care sunt cu adevărat importante şi pur şi simplu nu ştim ce să adăugăm in vitro”, a explicat Sergiu Pașca mecanismul din spatele experimentului, conform Agerpres.
Premisa a fost testată inițial de echipa sa într-o cercetare din 2022, când transplantarea unor organoizi în rozătoare a arătat că țesuturile devin mai dinamice, dezvoltă interconexiuni superioare și cresc mai eficient decât cele păstrate exclusiv în vase de laborator.
În noul studiu, cercetătorii au apelat la șoareci modificați prin inginerie genetică cărora le lipseau zone întinse din hipocamp și cortex, spațiul liber fiind dedicat special dezvoltării țesutului uman. În ciuda faptului că ritmul de maturizare al celulelor umane este considerabil mai lent decât cel specific rozătoarelor, grefa a prins și a pornit procesul de dezvoltare în aproape 90% din intervenții.
„Am luat pur şi simplu organoizi corticali, aproximativ patru, şi i-am transferat cu o seringă în acel spaţiu liber. 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”, a detaliat Pașca procedura.
De-a lungul săptămânilor ulterioare implantării, celulele umane s-au extins în cutia craniană a gazdelor, au proiectat ramificații către structurile subiacente și au generat noi sinapse. Deși țesutul nou format nu a recreat stratificarea exactă a cortexului cerebral uman, el a integrat numeroase tipuri celulare caracteristice acestuia.
Analiza comportamentală a inclus trei categorii de subiecți: rozătoarele cu grefe de organoizi, șoarecii cu aceleași deficite structurale dar fără transplant și un lot martor de animale intacte, nemodificate. Fapt surprinzător, șoarecii cu lipsuri masive de țesut cerebral păreau să aibă o activitate cotidiană aproape normală.
„Te uiţi la ei şi nu poţi spune cu adevărat care sunt care”, a menționat profesorul român, adăugând că doar testele riguroase au evidențiat disfuncții discrete în socializare, memoria de lucru și motricitatea fină.
Utilitatea practică a acestui model este vastă: Sergiu Pașca susține că platforma va servi la evaluarea efectelor lipsei de oxigen, a substanțelor toxice sau a tratamentelor medicamentoase asupra creierului în formare, precum și la descifrarea unor boli complexe precum autismul sau paralizia cerebrală.
Cercetarea a generat și dezbateri de ordin etic legate de bunăstarea animalelor și de riscul ipotetic ca acestea să dobândească trăsături cognitive umane. Pașca a risipit însă aceste temeri legate de stadiul actual: „Nu am observat apariţia unor noi proprietăţi (dar) nu este surprinzător, deoarece suntem încă într-un stadiu foarte incipient de dezvoltare”. Țesutul a fost menținut în viață timp de șase luni, atingând un prag de maturitate similar celui al creierului unui făt uman de aceeași vârstă.
Explorează subiectele:
