Aiudeanul Sergiu Pașca, experiment de referință la Stanford! Celule cerebrale umane au fost transplantate în creierul unor șoareci.
O echipă de la Universitatea Stanford, condusă de aiudeanul Sergiu Pașca, a reușit să transplanteze celule cerebrale umane în creierul unor șoareci. Studiul publicat în revista Nature arată că acest lucru deschide calea către cercetarea modului în care apar boli grave precum schizofrenia, epilepsia sau paralizia cerebrală, transmite Universitatea Stanford.
Aiudeanul Sergiu Pașca, experiment de referință la Stanford! Celule cerebrale umane au fost transplantate în creierul unor șoareci
Oamenii de știință au transplantat celule cerebrale umane cultivate în laborator în animale modificate genetic astfel încât acestea să se nască fără cortex sau hipocamp. Ei au creat astfel spațiu pentru ca țesutul uman să se dezvolte în interiorul craniilor rozătoarelor.
Procedura le permite acum cercetătorilor să preleveze celule de la pacienți cu afecțiuni cerebrale, să le transforme în țesut cerebral în laborator și să cultive acest țesut în animale vii. Animalele pot fi apoi studiate pentru a observa modul în care afecțiunea se instalează în țesutul cerebral uman și modul în care medicamentele ar putea trata aceste boli.
„Am depus eforturi intense pentru a găsi soluții terapeutice pentru aceste afecțiuni, însă realitatea este că, în psihiatrie și neurologie, am rămas în urma oricărei alte ramuri a medicinei și dispunem de mai puține opțiuni terapeutice decât, repet, oricare altă ramură a medicinei”, a declarat profesorul de psihiatrie Sergiu Pașca.
„Acest lucru se poate să fie din cauza complexității creierului uman, dar și pentru că acesta este inaccesibil. În mare măsură, obiectivul nostru a fost să facem ca anumite aspecte ale dezvoltării și funcționării creierului uman să devină accesibile pentru cercetare”, a adăugat el.
Acest studiu reprezintă cea mai recentă realizare în domeniul organoizilor neuronali, în care celule cerebrale umane, cultivate în laborator, se organizează în structuri minuscule, dar complexe, ce imită unele dintre caracteristicile creierelor reale, scrie ziarul britanic.
Deși au un potențial revoluționar pentru medicina neurologică, organoizii au stârnit un val de îngrijorări etice – în special legate de posibilitatea ca aceste aglomerări de țesut să devină conștiente sau să simtă durere, precum și de starea animalelor cărora le-au fost implantate astfel de structuri.
Pașca a precizat că proiectul a beneficiat de o monitorizare etică riguroasă încă de la început.
Cum se comportă șoarecii cu creiere modificate
Într-un studiu anterior, echipa de la Stanford a transplantat neuroni umani în creierul unor șobolani. Țesutul s-a integrat și s-a conectat la circuitele cerebrale ale animalelor, însă spațiul insuficient a limitat semnificativ dezvoltarea țesutului uman.
Pentru a rezolva această problemă, cercetătorii au modificat genetic șoarecii, astfel încât să inhibe dezvoltarea unor regiuni cerebrale cheie: cortexul cerebral și hipocampul. În mod surprinzător, șoarecii au supraviețuit, deoarece părțile rămase ale creierului au preluat noi funcții. Deși au un aspect normal, acești șoareci manifestă prudență în mișcări și o memorie mai slabă.
Paşca a descris într-un articol publicat în revista Nature modul în care șoarecilor li s-au injectat organoizi cerebrali umani, creați prin reprogramarea unor celule cutanate donate:
- Șoarecii nou-născuți au primit mai multe injecții – fiecare conținând aproximativ 100.000 de celule cerebrale umane – în spațiul unde lipsea propriul lor țesut cerebral.
- În total, rozătoarelor le lipseau circa 14 milioane de celule cerebrale proprii, ajungând să aibă aproximativ 4 milioane de celule umane – ceea ce reprezenta jumătate din volumul creierului.
- La trei luni după intervenția chirurgicală, țesutul uman se conectase la sistemul circulator al șoarecelui și umpluse aproape complet cavitatea, ocupând aproximativ jumătate din dimensiunea creierului rozătoarei.
- Unii dintre neuronii umani au stabilit conexiuni cu celulele cerebrale și cu măduva spinării ale șoarecelui.
- Neuronii umani nu erau structurați sau conectați la fel ca la oameni, iar țesutul cerebral era imatur, corespunzând stadiului de la jumătatea sarcinii umane.
- Testele efectuate pe acești șoareci cu țesut cerebral uman („xenocortical”) au arătat că animalele nu au dobândit capacități sporite în urma transplanturilor, însă mersul lor nesigur și problemele cognitive s-au ameliorat ușor.
Pentru a demonstra modul în care acești șoareci ar putea oferi informații prețioase despre afecțiunile cerebrale umane, cercetătorii au expus unele dintre animale la o atmosferă cu un nivel scăzut de oxigen, timp de cinci ore. Experimentul a evidențiat vulnerabilitatea celulelor nervoase umane în fața privării de oxigen – o condiție care, în timpul sarcinii și al nașterii, poate provoca paralizie cerebrală.
Oamenii de știință au descoperit că țesutul cerebral uman din creierul șoarecilor conținea celule rare, cunoscute sub numele de neuroni von Economo, care până acum fuseseră observate doar în cadrul examinărilor post-mortem. Aceste celule se numără printre primele care dispar în cazurile de demență fronto-temporală – o formă rară a bolii pe care Paşca speră acum să o studieze folosind șoareci cu țesut cortical uman transplantat.
