Áttörés: olyan mini agyakat alkottak őssejtekből, amelyek az emberi agyhoz hasonló működést mutatnak
A kutatók immár egy évtizede próbálkoznak felnőtt őssejtekből organoidokat, vagyis egy-egy emberi szervhez hasonlító sejtstruktúrákat létrehozni. A tudósok ugyanis rájöttek, ha egy sejtpopulációt nem csak síkban növesztenek, hanem három dimenzióban is, akkor megfelelő növekedési faktorokkal nagyon komplex, emberi szervekre emlékeztető struktúrákat alkothatnak. Ma már léteznek tüdő, vastagbél, vese és máj organoidok is.
De vannak, akik ennél is tovább mentek: hat éve osztrák kutatók agyi organoidot állítottak elő. Ezekből azonban eddig sohasem fejlődött ki aktív neurális hálózat. Most ez is sikerült.
Az áttörést részben az őssejt-kultúrák fejlődési körülményeinek javítása eredményezte, mint arról a San Diego-i Egyetem kutatócsoportja a Cell Press című szaklapban beszámolt. Ugyancsak előrelépést jelentett, hogy több időt hagytak a neuronoknak a kifejlődésre, ugyanúgy, ahogy a magzatok agyának is van ideje fejlődni az anyaméhben – írta a New York Times
Az első agyhullámokat két hónap után észlelték az organoidokban. Ezek a jelek ritkák voltak, de ugyanazon a frekvencián jelentkeztek, mint ami a még nagyon korai fejlődési szakaszban lévő emberi agyakat jellemzi. Azután, ahogy az organoidok növekedtek, már több különböző frekvenciájú hullámot bocsájtottak ki, és ezek a korábbiaknál szabályosabb időközökben jelentek meg.
Érett emberi agyakban ezeket a hullámokat egymással szinkronban működő neuronhálózatok produkálják. Az agyműködés egyes fajtáinak, mint például az emlékezésnek vagy az álomnak megvannak a maguk különleges hullám-modelljei. Richard Gao, a tanulmány társszerzője szerint a megfelelő minták produkálásához nincs szükség az agy több milliárd neuronjára, csupán egy „kritikus tömeget” kell elérni.
A kutatók összevetették az organoidok fejlődését 39, a terhesség 28. hete előtt világra jött gyermek fejlődési ívével, és megállapították, hogy pályáik hasonlóak voltak. „Az ember idegrendszeri fejlődésének első szakaszai beleíródtak a genomunkba” – vonta le a következtetést a rendkívüli eredményekből Alysson Muotri professzor, a kísérlet vezetője.
VIDEÓ: egy agyi organoid fejlődése
Ezeknek a kísérleteknek azért van különleges jelentősége, mert az emberi agyi betegségek kezelésénél a legritkább esetben alkalmazhatók az állatokon (akár főemlősökön) végzett kutatási eredmények.
Az organoidokkal azonban a kutatók miniatűr változatban reprodukálni tudják a különböző agyi rendellenességeket, mint például az autizmust, az epilepsziát vagy az agyi fertőzéseket is.
Ennek a módszernek már konkrét eredményei is vannak.
