Znanstvenici presadili laboratorijski uzgojeno ljudsko moždano tkivo u miševe

Znanstvenici su presadili laboratorijski uzgojeno ljudsko moždano tkivo u bioinženjerski modificirane miševe, što nazivaju važnim iskorakom u proučavanju razvoja ljudskog mozga koji bi mogao ubrzati istraživanja uzroka i mehanizama teških poremećaja poput autizma, epilepsije, cerebralne paralize i shizofrenije.

Znanstvenici su rekli da je ljudsko tkivo nakon presađivanja u miševe, genetski modificirane tako da im nedostaje veći dio vlastite moždane kore, razvilo ključne značajke razvoja mozga, uključujući stvaranje funkcionalnih neuronskih mreža, prenosi agencija Reuters.

Ističu da je to važno jer je živo ljudsko moždano tkivo zbog etičkih razloga praktički nedostupno za istraživanja.

- To nam omogućuje proučavanje ljudskog živčanog tkiva na nekoliko razina, od gena i pojedinačnih vrsta stanica do neuronskih krugova i njihovih funkcionalnih posljedica u životinji. Možemo početi istraživati kako genetske promjene povezane s bolestima kod ljudi mijenjaju razvoj živčanog sustava i neuronskih krugova te mogu li potencijalni tretmani spriječiti ili ispraviti te promjene, rekao je neuroznanstvenik sa Sveučilišta Stanford Sergiu Pasca, glavni autor studije objavljene u srijedu u časopisu Nature.

Istraživači su u laboratorijskim posudama uzgojili minijaturne, trodimenzionalne "organoide", osmišljene tako da reproduciraju ključne vrste stanica i razvojne značajke ljudske moždane kore. Taj dio mozga upravlja višim funkcijama poput spoznaje, jezika, pažnje i donošenja odluka.

Učinili su to reprogramiranjem stanica kože ili krvi u matične stanice koje se mogu razviti u gotovo bilo koju vrstu stanice u ljudskom tijelu. Pri bioinženjerskom modificiranju miševa znanstvenici su primijenili genetsku metodu kojom su blokirali razvoj većine stanica iz kojih se normalno razvijaju moždana kora i hipokampus, moždana struktura ključna za stvaranje pamćenja.

- Prostor koji kod miša normalno zauzima moždana kora omogućio nam je da ubrzo nakon rođenja presadimo ljudske kortikalne organoide i ljudskom tkivu pružimo dovoljno prostora za intenzivan rast, rekao je Pasca.

- U tim su miševima ljudski presadci razvili širok raspon različitih vrsta kortikalnih stanica i uspostavili funkcionalne veze u čitavom mišjem živčanom sustavu, dodao je.

Među nastalim kortikalnim stanicama bila je i rijetka vrsta poznata kao von Economovi neuroni, za koje se smatra da su posebno osjetljivi kod nekih oblika demencije.

- Jedno što bih posebno želio naglasiti jest terminologija. Opisi poput 'humanizirani miševi', 'miševi s ljudskim mozgom' ili 'mini-mozgovi' nisu točan prikaz onoga što smo stvorili. Te životinje zadržavaju mišji živčani sustav, ali sadrže veći volumen ljudskog kortikalnog tkiva koje se unutar njega razvija, integrira i uspostavlja veze, rekao je Pasca.

Znanstvenici su ih nazvali "ksenokortikalnim" miševima, što se odnosi na "strano", presađeno ljudsko kortikalno tkivo.

- Kortikalni organoidi pružaju nam eksperimentalni uvid u razvoj ljudskog mozga i bolesti. Oni nisu minijaturni mozgovi i ne reproduciraju punu složenost ljudskog mozga, ali omogućuju nam proučavanje vrsta ljudskih živčanih stanica i razvojnih procesa kojima bi inače bilo iznimno teško pristupiti, rekao je Pasca.

Prema istraživačima, taj bi pristup mogao biti osobito koristan za proučavanje poremećaja koji nastaju tijekom razvoja mozga, poput autizma, epilepsije, shizofrenije i cerebralne paralize, kao i oštećenja uzrokovanih okolišnim čimbenicima, primjerice nedostatkom kisika u razdoblju oko rođenja. Kao prvu primjenu ovog istraživačkog modela miševe su izložili nedostatku kisika. Ljudski mozak u razvoju može biti izrazito osjetljiv na nedostatak kisika.

- Dogodi li se to tijekom trudnoće ili oko poroda, može imati ozbiljne neurološke posljedice, uključujući doprinos razvoju cerebralne paralize i povećan rizik od epilepsije ili autizma, rekao je Pasca.