Cercetătorii din întreaga lume pot crea acum organoizi corticali cerebrali extrem de realişti - în esenţă, creiere artificiale miniaturale cu reţele neuronale funcţionale, datorită unui protocol brevetat, publicat în această lună de cercetătorii de la Universitatea California San Diego (UC San Diego). Dezvoltarea deschide calea pentru o cercetare mai avansată în domeniile autismului, schizofreniei şi altor tulburări neurologice.
Noua abordare, publicată în revista Nature Protocols, deschide calea pentru ca oamenii de ştiinţă să efectueze cercetări mai avansate în ceea ce priveşte autismul, schizofrenia şi alte tulburări neurologice în care structura creierului este de obicei aceeaşi, dar activitatea electrică este alterată.
Aceasta este opinia lui Alysson Muotri, directorul Centrului de Cercetare Spaţială Orbitală Integrată a Celulelor Stem din cadrul Institutului Sanford (SSCI) de la UC San Diego.
La SSCI lucrează medici-cercetători de frunte în domeniul biologiei celulelor stem canceroase, ale căror cercetări explorează întrebarea fundamentală privind modul în care spaţiul modifică evoluţia cancerului.
Metoda recent detaliată permite crearea unor replici minuscule ale creierului uman atât de realiste încât rivalizează cu „complexitatea reţelei neuronale a creierului fetal”, potrivit lui Muotri, care este, de asemenea, profesor în cadrul departamentelor de pediatrie şi de medicină celulară şi moleculară ale facultăţii de medicină UC San Diego.
Replicile sale de creier au călătorit deja pe Staţia Spaţială Internaţională (ISS), unde activitatea lor a fost studiată în condiţii de microgravitaţie.
Alte două protocoale de creare a organoizilor cerebrali sunt accesibile publicului, dar niciunul nu permite cercetătorilor să studieze activitatea electrică a creierului.
Cu toate acestea, metoda lui Muotri permite cercetătorilor să studieze reţelele neuronale create din celulele stem ale pacienţilor cu diverse afecţiuni de neurodezvoltare.
„Nu mai este nevoie să creăm diferite regiuni şi să le asamblăm împreună”, explică Muotri într-un comunicat, adăugând că protocolul său permite diferitelor zone ale creierului - cum ar fi cortexul şi mezencefalul - „să se dezvolte împreună, aşa cum se observă în mod natural în dezvoltarea umană”.
„Cred că vom vedea multe derivări ale acestui protocol în viitor pentru studierea diferitelor circuite cerebrale”, a adăugat el.
Astfel de „mini-creiere” pot fi folosite pentru a testa potenţiale medicamente terapeutice şi chiar terapii genice înainte de a fi utilizate de pacienţi, precum şi pentru a verifica eficacitatea şi efectele secundare, a explicat omul de ştiinţă.
Un plan în acest sens este deja în lucru. Cercetătorii americani fac echipă cu un grup de la Universitatea Federală Amazonas, din Brazilia, pentru a înregistra şi investiga remediile tribale amazoniene pentru boala Alzheimer - nu pe modele de şoareci de pe Pământ, ci pe organoizi de creier uman bolnav, în spaţiu.
O recentă finanţare a programului Oameni în spaţiu/Humans in Space - acordată de Boryung, o companie de investiţii în domeniul sănătăţii cu sediul în Coreea de Sud - va contribui la finanţarea cercetării, care se întinde pe mai multe continente şi habitate, din adâncurile pădurii amazoniene până la laboratorul american de pe coasta Californiei - şi, în cele din urmă, până la Staţia Spaţială Internaţională.
Alte posibilităţi de cercetare pentru organoizii cerebrali includ modelarea bolilor, înţelegerea conştiinţei umane şi experimente suplimentare în spaţiu.
În martie, echipa - în parteneriat cu NASA - a trimis în spaţiu o serie de organoizi cerebrali realizaţi din celule stem ale pacienţilor cu boala Alzheimer şi SLA (scleroză laterală amiotrofică, cunoscută şi sub numele de boala Lou Gehrig).
Încărcătura utilă s-a întors în luna mai, anul trecut, iar rezultatele, care vor fi publicate în cele din urmă, sunt în curs de analiză.
Deoarece microgravitaţia imită o versiune accelerată a îmbătrânirii pe Pământ, oamenii de ştiinţă speră să asiste la efectele a mai mulţi ani de progresie a bolii în timp ce studiază încărcătura utilă a misiunii de o lună, inclusiv potenţialele modificări în producţia de proteine, căile de semnalizare, stresul oxidativ şi epigenetica.
„Sperăm la descoperiri noi - lucruri pe care cercetătorii nu le-au descoperit până acum”, a spus Motri. „Nimeni nu a trimis un astfel de model în spaţiu, până acum”.
Foto: Organoizi corticali cerebrali sunt examinaţi la microscopul electronic. Alysson Muotri, director al Centrului de cercetare integrată a celulelor stem de la Institutul Sanford (SSCI) din cadrul UC San Diego a publicat recent metoda sa de realizare a unor astfel de organoizi, despre care spune că sunt atât de realiste încât „rivalizează cu complexitatea reţelei neuronale a creierului fetal”. Cercetătorii din întreaga lume pot crea acum creiere în miniatură extrem de realiste, cu reţele neuronale funcţionale, datorită publicării protocolului său brevetat.
