Eksperimenti na ljudskom mozgu dok ga osoba aktivno koristi praktično nisu mogući, zbog čega naučnici još nemaju odgovore na brojna pitanja o njegovom razvoju, funkcionisanju i nastanku neuroloških poremećaja.
Zbog toga se godinama razvijaju alternativni načini proučavanja ljudskog mozga, od ćelijskih kultura do minijaturnih trodimenzionalnih struktura poznatih kao organoidi. Međutim, čak i najnapredniji organoidi imaju veliko ograničenje jer se ne nalaze u živom organizmu sa kojim bi mogli da uspostave funkcionalne veze.
Tim neuronaučnika sa Univerziteta Stanford sada je napravio značajan korak u rešavanju tog problema. U novoj studiji uspeli su da uzgoje ljudsko kortikalno tkivo unutar miševa kojima je genetskim putem u ranoj fazi razvoja sprečeno formiranje sopstvenog moždanog korteksa, piše Science Alert.
Za samo tri meseca ljudsko tkivo proširilo se toliko da je zauzelo više od 90 odsto kortikalnog volumena mozga miša. Razvilo je krvne sudove, povezalo se sa ostatkom nervnog sistema i postalo električno aktivno. Ljudske nervne ćelije poslale su svoje produžetke čak do kičmene moždine.
- Važno je naglasiti da su to i dalje miševi. Imaju nervni sistem miša, čula miša i subkortikalne strukture miša. Specifičnost je u tome što je većina kortikalnog tkiva kod tih životinja ljudskog porekla, a ljudski neuroni rastu, integrišu se i uspostavljaju funkcionalne veze sa ostatkom mišjeg nervnog sistema - rekao je za Science Alert neuronaučnik Sergiu Pașca sa Univerziteta Stanford.
Pașcin tim već godinama pokušava da prevaziđe ograničenja moždanih organoida. U jednom istraživanju iz 2022. godine ljudske kortikalne organoide presadili su u novorođene pacove. Neuroni su sazrevali, povezivali se sa njihovim mozgom i čak reagovali na nadražaje koji su dolazili sa brkova životinja.
Problem je bio u tome što se ljudski neuroni razvijaju znatno sporije od neurona glodara i sa njima se nadmeću za raspoloživi prostor.
Kako bi uklonili tu prepreku, istraživači su genetski izmenili miševe tako da im se veći deo moždane kore i hipokampusa uopšte ne razvije. Takvim miševima zatim su presađeni ljudski kortikalni organoidi.
Transplantirano tkivo raslo je zajedno sa životinjama i postepeno ispunjavalo prazan prostor. Ipak, nije nastala potpuna kopija odraslog ljudskog korteksa. Posle šest meseci tkivo je po stepenu razvoja približno odgovaralo ljudskom korteksu tokom sredine trudnoće i nije imalo složenu strukturu karakterističnu za potpuno razvijen ljudski mozak.
Uprkos tome, pojavile su se vrste neurona koje je naučnicima do sada bilo izuzetno teško da dobiju u laboratorijskim uslovima.
Među njima su bili L5-ET neuroni, koji imaju dugačke produžetke i povezuju moždanu koru sa udaljenim delovima nervnog sistema. Pronađene su i ćelije nalik fon Ekonomovim neuronima, specifičnim izduženim nervnim ćelijama koje postoje u određenim delovima ljudskog mozga.
Naučnici još ne znaju šta je tačno u organizmu miša omogućilo njihov razvoj.
- To još ne znamo, a mislim da je to jedno od najzanimljivijih pitanja koja je ova studija otvorila. Moguće je da pristup ljudskih kortikalnih neurona udaljenim ciljevima u nervnom sistemu obezbeđuje signale koje je teško replicirati u laboratorijskoj posudi. Druga je mogućnost da u živom organizmu postoje faktori koji nedostaju organoidima, poput faktora rasta, signala povezanih sa neuronskom aktivnošću, vaskularizacije ili interakcija sa okolnim ćelijama - priznaje Pașca.
Naučnici su proveravali i da li prisustvo ljudskog tkiva utiče na ponašanje životinja. Testirali su radnu memoriju u lavirintu u obliku slova Y kod zdravih miševa, genetski izmenjenih miševa bez transplantata i miševa kojima je presađeno ljudsko tkivo.
Zdravi miševi i oni sa ljudskim kortikalnim tkivom ostvarili su rezultate bolje od slučajnosti, što je ukazivalo na funkcionalnu radnu memoriju. Miševi bez razvijenog korteksa i hipokampusa nisu pokazali istu sposobnost.
- To je intrigantan rezultat, pogotovo zato što apalijalni miševi nisu bili uspešni. Ipak, moramo biti oprezni i ne smemo zaključiti samo na temelju toga da su ljudski neuroni direktno odgovorni za to ponašanje - komentarisao je Pașca.
Glavni cilj istraživanja nije stvaranje životinja sa poboljšanim sposobnostima, već razvoj boljeg modela za proučavanje bolesti ljudskog mozga.
Jedna od mogućih primena je istraživanje frontotemporalne demencije, jer naučnici sada mogu da proučavaju neurone nalik fon Ekonomovim i proveravaju zašto su posebno podložni određenim bolestima. Model bi mogao da bude koristan i u istraživanjima epilepsije, autizma i drugih neurorazvojnih poremećaja.
Ovako veliko prisustvo ljudskog nervnog tkiva u životinji istovremeno otvara i brojna etička pitanja. Istraživački tim je zbog toga od samog početka projekta uključio bioetičare i nezavisnu komisiju.
- Drugo važno pitanje jeste može li ugradnja sve složenijeg ljudskog nervnog tkiva u nervni sistem životinje dovesti do neočekivanih svojstava koja bi zahtevala dodatno etičko razmatranje - rekao je Pașca.
On je naglasio da su životinje pažljivo praćene tokom čitavog eksperimenta, ali i da postoji etička strana odustajanja od razvoja boljih modela za proučavanje ozbiljnih bolesti.
- Neurološki i psihijatrijski poremećaji pogađaju gotovo svaku petu osobu, a za mnoga od tih stanja još uvek ne razumemo biologiju dovoljno dobro da bismo razvili efikasne tretmane - zaključio je.
Rezultati istraživanja objavljeni su u naučnom časopisu Nature.
FILIP ODSVIRAO KRAJ☝️NE SPAVA VIŠE sa ANELI 🛏️
DANAS SUNČANO i TOPLO 😎 TEMPERATURA do 32 stepena 🌡️
Autor: redportal.rs
