Oamenii de știință au obținut 'organoizi' din celule cerebrale umane crescute pe șoareci
Oamenii de știință au crescut șoareci de laborator cărora le lipseau anumite secțiuni din creier și apoi au înlocuit țesutul lipsă cu celule umane, în cadrul unui experiment coordonat de un cercetător român de la Universitatea californiană Stanford și care reprezintă un pas înainte în studiul organoizilor ce reproduc creierul uman, transmite Live Science care citează o cercetare publicată miercuri în revista Nature.
Un organoid este o versiune miniaturizată și simplificată a unui organ, produsă de obicei in vitro în trei dimensiuni, care imită complexitatea funcțională, structurală și biologică cheie a organului respectiv. Pe termen lung, oamenii de știință își propun să utilizeze organoizii pentru a înțelege mai bine cum se dezvoltă creierul și cum se schimbă structura și funcția sa în contextul anumitor boli.
Organoizii oferă o perspectivă asupra dezvoltării timpurii a creierului, imposibil de observat îndeaproape la oameni, mai ales pentru că se desfășoară în perioada intrauterină. Deși organoizii nu sunt reproduceri perfecte ale creierului uman de dimensiuni normale, oamenii de știință cred că aceștia pot fi modele utile pentru studierea creierului în curs de dezvoltare, atât în stare de sănătate, cât și în stare de boală.
Adesea, organoizii cerebrali sunt cultivați în afara organismelor vii, fie în vase de laborator, fie în dispozitive care mențin aceste 'minicreiere' suspendate într-o soluție. Mai mulți organoizi care reprezintă diferite părți ale creierului sau chiar creierele unor persoane diferite pot fi, de asemenea, reunite pentru a forma structuri mai complexe.
Conform oamenilor de știință, organoizii cultivați pe șoareci de laborator (in vivo) se dezvoltă și se maturizează mai bine decât cei cultivați în vase de laborator (in vitro), din motive încă insuficient cunoscute.
'Există anumite indicii prezente in vivo care sunt cu adevărat importante și pur și simplu nu știm ce să adăugăm in vitro', a declarat co-autorul studiului, Dr. Sergiu Pașca, profesor de psihiatrie și științe comportamentale la Universitatea Stanford. Echipa a demonstrat acest fenomen prin transplantarea de organoizi de la șoareci de laborator într-un studiu publicat în 2022. Organoizii transplantați au crescut, au format conexiuni mai bune și au fost mai active decât organoizii cultivați în vase de laborator.
Dar transplantarea celulelor creierului uman la rozătoare vine cu alte provocări. Una dintre ele este maturizarea mai lentă a creierului uman prin comparație cu creierul rozătoarelor. 'Chiar și atunci când sunt plasate într-un animal, într-un șoarece sau într-un șobolan, se vor dezvolta totuși de aproximativ 20 de ori mai lent decât celulele cerebrale proprii ale șoarecelui', a declarat Pașca pentru Live Science.
Celulele creierului gazdei cresc rapid și formează noi conexiuni, în timp ce celulele umane rămân în urmă și sunt depășite în competiție, a explicat Pașca. Acest lucru limitează cantitatea de spațiu pe care celulele umane o pot ocupa. Pe măsură ce neuronii se maturizează, aceștia devin mielinizați, ceea ce înseamnă că dobândesc o izolație grasă care îi ajută să comunice mai eficient. Neuronii rozătoarelor se mielinizează mai repede decât celulele umane, iar această teacă creează o barieră fizică pe care celulele umane se chinuie să o penetreze, a spus Pașca.
În noul studiu, Pașca și colegii săi au urmărit să ofere neuronilor umani un avantaj. Nu au putut rezolva problema maturării lente a celulelor umane, dar au putut oferi celulelor spațiu suplimentar pentru a crește. După ani de experimente, ei au creat un șoarece modificat genetic care dezvoltă doar 2% din cortexul său cerebral. De asemenea, lipsește cea mai mare parte a hipocampului său - un centru major al memoriei din creier. În câteva zile de la nașterea șoarecelui, echipa transplantează țesut neuronal uman în acel spațiu liber și, în aproximativ 90% din cazuri, acel țesut uman se integrează cu succes și începe să crească, a spus Pașca.
'Am luat pur și simplu organoizi corticali, aproximativ patru, și i-am transferat cu o seringă în acel spațiu liber', a spus el. 'Asta e tot. Intră acolo, se grefează și, în câteva săptămâni, încep să crească. Apoi, în câteva luni, preiau cea mai mare parte a acelui volum'.
În săptămânile care au urmat procedurii de transplant, celulele cerebrale umane din cutiile craniene ale șoarecilor au crescut, au format conexiuni și au extins proiecții în țesutul subiacent. Țesutul uman nu s-a organizat în straturi distincte, așa cum s-ar întâmpla în mod normal în interiorul capului unui om, dar a inclus multe tipuri de celule care sunt de obicei observate în cortexul cerebral uman.
Cercetătorii au comparat apoi șoarecii care au primit organoizi cerebrali cu șoareci cărora le lipsea aceeași cantitate de țesut cerebral, dar cărora nu li s-au administrat organoizi și apoi au comparat ambele grupe cu șoareci normali, nemodificați.
Poate surprinzător, șoarecii cărora le lipseau secțiuni extinse din creier încă funcționau destul de bine. 'Te uiți la ei și nu poți spune cu adevărat care sunt care', a spus Pașca. La o inspecție mai atentă, însă, șoarecii aveau deficite subtile în abilitățile motorii fine, memoria de lucru și socializare, a precizat el.
În viitor, capacitatea de a compara aceste trei seturi de șoareci - cu organoizi, fără organoizi și nemodificați - ar putea ajuta oamenii de știință să deslușească modul în care țesutul uman contribuie la un anumit rezultat experimental. Pașca prevede că abordarea va fi utilă pentru studierea efectelor agresiunilor asupra creierului, cum ar fi hipoxia (oxigen scăzut) și expunerea la toxine sau medicamente în uter. În plus, genetica organoizilor umani ar putea fi modificată pentru a vedea cum aceste schimbări afectează dezvoltarea, structura și funcția creierului. Acest lucru ar putea fi util pentru studierea paraliziei cerebrale sau a autismului, a sugerat el.
Din punct de vedere etic, Pașca a precizat că s-a consultat cu experți de la Stanford și cu un comitet de etică extern cu privire la bunăstarea animalelor utilizate în studiu. Studiile care implică introducerea de țesut cerebral uman în animale ridică, de asemenea, întrebări cu privire la faptul dacă acel țesut adăugat ar putea oferi animalelor noi abilități cognitive - să le facă, în esență, mai asemănătoare cu cele umane. Comitetul de etică a luat în considerare și aceste preocupări.
'Nu am observat apariția unor noi proprietăți (dar) nu este surprinzător, deoarece suntem încă într-un stadiu foarte incipient de dezvoltare', a mai precizat Pașca. Cercetătorii au crescut acești organoizi timp de doar șase luni, așa că erau aproximativ la fel de dezvoltați ca țesutul cerebral al unui făt de 6 luni.AGERPRES/(AS - editor: Codruț Bălu, editor online: Ada Vîlceanu)
Conținutul website-ului www.agerpres.ro este destinat exclusiv informării publice. Toate informaţiile publicate pe acest site de către AGERPRES sunt protejate de dispoziţiile legale incidente. Sunt interzise copierea, reproducerea, recompilarea, modificarea, precum şi orice modalitate de exploatare a conţinutului acestui website. Informaţiile transmise pe www.agerpres.ro pot fi preluate, în conformitate cu legislaţia aplicabilă, în limita a 500 de semne. Detalii în secţiunea Condiţii de utilizare. Dacă sunteţi interesaţi de preluarea ştirilor AGERPRES, vă rugăm să contactaţi Direcţia Marketing - marketing@agerpres.ro.
Alte știri din categorie
Astronauta franceză Sophie Adenot a trecut prin întreg spectrul emoțiilor umane în timpul misiunii pe ISS
Astronauta franceză Sophie Adenot a experimentat 'întregul spectru al emoțiilor umane, de la cele mai bucuroase la cele mai dificile' momente în timpul celor opt luni petrecute în spațiu, a declarat ea în timpul primei sale apariții publice pe Pământ, sâmbătă, la Koln, Germania. La 400 km deasupra Pă
UPDATE Un puternic seism s-a produs în Panama; operaţiunile în Canalul Panama se desfăşoară normal
Un puternic seism cu magnitudinea 7,7 s-a produs vineri în apropierea coastei sudice a Panama la o adâncime de 10 kilometri, potrivit Serviciului de prospectare geologică al Statelor Unite (USGS); nu au fost raportate pagube imediate, iar Autoritatea Canalului Panama a spus să operațiunile se desfășoară normal, informează Reuters.
O tornadă a lovit mai multe localități din Sicilia
O tornadă care s-a abătut vineri asupra orașului sicilian Marsala și a orașelor învecinate a provocat răsturnarea unor vehicule și rănirea a două persoane, un eveniment aproape fără precedent pentru această insulă din Marea Mediterană, informează Reuters. Vijelia a provocat panică în rândul rezidenților după ce a distrus o locuință și a avari
Uraganul Simon se intensifică rapid în largul coastei pacifice a Mexicului
Uraganul Simon se intensifică rapid în largul coastei pacifice a Mexicului, cu viteze maxime ale vântului de aproape 150 km/h, a anunțat vineri Centrul Național pentru Uragane din SUA, transmite Reuters. Meteorologii preconizează că Simon va deveni un uragan periculos de categoria 4 până sâmbătă, când se așteaptă
O creatură asemănătoare cu vidra înota în lacuri și râuri în vremea dinozaurilor
Cu aproximativ 165 de milioane de ani în urmă, o creatură cu blană, care înota ca un ornitorinc, vâna ca o vidră și avea o coadă asemănătoare cu cea a unui castor, trăia în lacurile și râurile din regiunea care este în prezent China, hrănindu-se cu pești și salamandre. Acesta este cel mai vechi exemplu cunoscut de stil de viață sem
Uraganul Isaias se intensifică și amenință sudul SUA
Uraganul Isaias, o furtună de categoria 2, s-a intensificat vineri, în timp ce își continua drumul spre sudul Statelor Unite, determinând evacuări inițiale în zonele de coastă și provocând perturbări semnificative în sectorul petrolului și gazelor din Golful Mexic, transmite AFP. Se aștepta ca acesta să atin
NASA caută o peșteră pe Lună pentru o viitoare bază
NASA are în derulare un nou proiect de cercetare selenară cu obiectivul de a identifica o peșteră suficient de mare, sau un tub cavernos sculptat de lavă antică, un adăpost natural în care să poată fi amenajată o viitoare bază selenară în cadrul programului Artemis, transmite vineri Space.com. NASA a selectat un proiect cunos
Isaias devine uragan, primul din Oceanul Atlantic în acest sezon
Furtuna tropicală Isaias, care s-a format miercuri în Golful Mexic, a devenit joi primul uragan din Oceanul Atlantic al acestui sezon, un fenomen care se produce destul de târziu în acest an, informează AFP. Potrivit buletinului Centrului național al uraganelor (NHC) de la ora 12:00 GMT, uraganul a fost însoțit de vânturi cu vitez
SpaceX se pregătește să lanseze Starship din Florida pentru prima oară
Prima lansare a navei spațiale Starship din Florida ar putea fi la doar câteva luni distanță, în contextul în care compania SpaceX lucrează din greu pentru a pregăti trei platforme de pe Coasta Spațială din Florida pentru Starship, transmite joi Space.com. Toate cele 14 zboruri de testare ale megarachetei SpaceX de până acum au decolat
Seism cu magnitudinea 6,3 în estul Vanuatu
Un cutremur cu magnitudinea 6,3 a zguduit joi insula Pentecost din estul Vanuatu, stat insular din Pacificul de Sud. Autoritățile nu au raportat pagube imediat după producerea seismului și nici nu a fost declanșată o alertă de tsunami, informează agenția de presă EFE. Seismul s-a produs la ora locală 20:00 (09:00 GMT), potrivit Serviciului Geo
Astronauții Crew-12 revin pe Pământ după aproape 8 luni pe stația spațială
Cei patru astronauți ai misiunii Crew-12 a SpaceX se întorc pe Pământ joi (8 octombrie) după aproape opt luni în spațiu la bordul Stației Spațiale Internaționale (ISS), transmite Space.com.
Cutremur cu magnitudinea 5,7 în zona insulei Mindanao din Filipine (GFZ)
Un cutremur cu magnitudinea 5,7 s-a produs joi pe insula Mindanao din Filipine, a anunțat Centrul German de Cercetare în Geoștiințe (GFZ), transmite Reuters. Seismul s-a produs la o adâncime de 10 kilometri, conform GFZ. Agenția de seismologie din Filipine, Phivolcs, a declarat într-un comunicat că nu se aștept
Climă/ Fenomenul El Nino continuă să se intensifice, atingând apogeul în decembrie (OMM)
Puternicul fenomen meteorologic El Nino, în curs de desfășurare, se va intensifica și mai mult în următoarele luni, până când va atinge apogeul în decembrie, urmând să persiste până în februarie, a anunțat joi Organizația Meteorologică Mondială (OMM), o agenție a ONU, transmit agențiile AFP și Reuters.
Astronomii au detectat cel mai îndepărtat blazar alimentat de o gaură neagră de până acum
Astronomii au descoperit cel mai îndepărtat și implicit mai vechi blazar, compus dintr-o gaură neagră supermasivă în erupție, care își țintește jeturile de plasmă direct spre Pământ, transmite joi
Margaret Hamilton, pionieră americană în domeniul informaticii și figură marcantă a programului Apollo, a murit la 90 de ani
Cercetătoarea americană Margaret Hamilton, care a condus dezvoltarea sistemului informatic utilizat în cadrul programului selenar Apollo, a încetat din viață la vârsta de 90 de ani, a anunțat miercuri Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT), unde a lucrat aproape 20 de ani, transmite joi AFP. ''Margaret Hamil