ȘTIINȚĂ. O echipă coordonată de cercetătorul român Sergiu Pașca, profesor la Universitatea Stanford, a realizat un experiment care ar putea deschide noi direcții în cercetarea creierului uman. Oamenii de știință au transplantat organoizi cerebrali umani în șoareci modificați genetic, iar țesutul uman s-a integrat și a început să se dezvolte în creierul animalelor. Studiul a fost publicat în revista Nature.
Experimentul urmărește să depășească una dintre marile limite ale cercetării neurologice: dificultatea de a observa dezvoltarea și funcționarea creierului uman într-un organism viu.
Șoareci creați special pentru a primi țesut uman
Cercetătorii au folosit șoareci modificați genetic astfel încât aceștia să dezvolte doar o mică parte din cortexul cerebral și să aibă, de asemenea, o dezvoltare sever redusă a hipocampului.
Spațiul rămas liber a fost folosit pentru transplantarea unor organoizi corticali umani, structuri tridimensionale formate din celule cerebrale obținute în laborator.
Potrivit echipei lui Pașca, în aproximativ 90% dintre cazuri, țesutul transplantat s-a grefat cu succes și a continuat să crească. În lunile următoare, celulele umane s-au dezvoltat și au format conexiuni cu țesuturile din creierul șoarecilor.
De ce sunt importanți organoizii?
Un organoid este o structură tridimensională de mici dimensiuni, obținută de regulă din celule stem, care reproduce o parte dintre caracteristicile unui organ real.
În cazul creierului, aceste „minicreieri” permit cercetătorilor să studieze dezvoltarea unor tipuri de celule și conexiuni neuronale care sunt foarte greu de observat direct la oameni.
Problema este că organoizii crescuți în laborator nu reproduc în totalitate mediul unui creier viu. Prin transplantarea lor în șoareci, cercetătorii au încercat să ofere celulelor umane condiții mai apropiate de cele existente într-un organism.
Țesutul uman a început să comunice cu creierul șoarecilor
După transplant, celulele umane au continuat să crească și au format rețele neuronale, iar fibrele nervoase s-au extins către țesutul cerebral al animalelor.
Țesutul transplantat nu a format însă un cortex uman complet și nu trebuie confundat cu un „creier uman” crescut în interiorul unui șoarece. Cercetătorii au obținut mai degrabă un model experimental în care țesutul cerebral uman poate fi urmărit într-un organism viu.
Cercetarea ar putea ajuta la studierea unor boli
Noul model ar putea fi folosit pentru a înțelege mai bine modul în care se dezvoltă creierul uman și ce se întâmplă în anumite boli neurologice și psihiatrice.
Cercetătorii au indicat posibile aplicații pentru studiul unor afecțiuni precum autismul, schizofrenia, epilepsia și paralizia cerebrală. De asemenea, modelul ar putea fi utilizat pentru testarea unor medicamente și pentru observarea efectelor unor factori precum lipsa oxigenului sau expunerea la anumite substanțe.
Un avantaj important este că cercetătorii pot compara șoarecii care au primit țesut uman cu animale cărora le lipsește aceeași regiune cerebrală, dar care nu au primit organoizi, precum și cu șoareci obișnuiți. Astfel, pot încerca să determine mai precis ce efecte are țesutul uman asupra dezvoltării și funcționării creierului.
Experimentul ridică și întrebări etice
Un astfel de experiment vine însă și cu probleme etice. Introducerea țesutului cerebral uman într-un animal ridică întrebarea dacă acesta ar putea dobândi, în timp, caracteristici sau capacități cognitive neobișnuite.
Sergiu Pașca a declarat că echipa s-a consultat cu specialiști de la Stanford și cu un comitet extern de etică pentru evaluarea bunăstării animalelor și a implicațiilor cercetării.
Până în acest moment, cercetătorii nu au observat apariția unor proprietăți noi care să indice o transformare de acest tip. Organoizii au fost menținuți în șoareci timp de aproximativ șase luni și se aflau încă într-un stadiu relativ timpuriu de dezvoltare.
Experimentul coordonat de Sergiu Pașca reprezintă astfel o nouă etapă în cercetarea organoizilor cerebrali: oamenii de știință pot urmări dezvoltarea țesutului cerebral uman într-un organism viu, într-un mod care nu poate fi realizat direct asupra oamenilor.
