Pentru prima dată, oamenii de știință au crescut organoizi cerebrali — „minicreier” tridimensional, crescut în laborator — din țesutul cerebral fetal uman.
Noile organoizi au crescut la dimensiunea unui bob de orez și au conținut multe tipuri de celule care s-au auto-organizat în structuri 3D complexe. Cercetătorii au declanșat, de asemenea, creșterea tumorilor cerebrale în minicreier și au testat răspunsul tumorilor la medicamentele anticancer existente.
Minicreierul imită aspecte cheie ale dezvoltării și funcției de dimensiune completă creierul uman. Au fost cultivate anterior din om celule stem dar niciodată direct din țesutul cerebral deja format, așa că noile organoide deschid posibilități interesante, au publicat autorii noului studiu, luni (8 ianuarie) în jurnal. Celulăa spus în a afirmație.
„Până acum, am reușit să obținem organoizi din majoritatea organelor umane, dar nu din creier – este foarte interesant că acum am reușit să depășim și acest obstacol.” Dr. Hans Cleverscoautor al studiului și profesor de medicină la Universitatea Utrecht din Olanda, a spus în declarație.
Minicreierele ar putea completa organoidele existente derivate din celule stem și ar facilita noi moduri unice de a studia sănătatea și bolile creierului, au spus cercetătorii. În timp ce celulele stem trebuie convinse să semene cu diferite părți ale creierului, țesutul smuls direct din creier își poate capta cu precizie țesuturile în stadii specifice de dezvoltare, au scris autorii în raport. Și în timp ce celulele stem trebuie adesea furnizate „schele” pe care să crească, țesuturile creierului își pot face propriile lor, au adăugat ei.
Astfel, „acești noi organoizi derivati din țesuturi fetale pot oferi noi perspective asupra a ceea ce modelează diferitele regiuni ale creierului și a ceea ce creează diversitatea celulară”, primul autor al studiului. Delilah Hendriksun lider de grup afiliat de la Centrul Princess Máxima pentru Oncologie Pediatrică din Olanda, a declarat în declarație.
Oamenii de știință au proiectat anterior minicreiere folosind celule stem pluripotente — celule primitive care au potențialul de a deveni orice tip de celulă dacă sunt furnizate cu un anumit cocktail de substanțe chimice. Aceste minicreiere sunt utile pentru studierea dezvoltării și a tulburărilor asociate. Cu toate acestea, minicreierul derivat direct din țesutul cerebral poate oferi perspective noi asupra comportamentului și caracteristicilor celulelor care sunt specifice creierului, au scris autorii studiului în lucrare.
Pentru a face noul minicreier, cercetătorii au luat mostre de țesut cerebral de la fetuși decedați în jurul vârstei gestaționale de 12 până la 15 săptămâni, care au fost furnizate de donatori anonimi. Au crescut separat mostre mici din fiecare dintre țesuturi pe plăci mici folosind nutrienți și factori de creștere specifici. Fiecare probă a fost agitată în mod continuu pe măsură ce a crescut, pentru a se asigura că toate celulele din interiorul lor au fost expuse la aceste substanțe chimice și nu li s-a oferit nicio schelă fizică pe care să crească.
Aproximativ patru până la opt zile mai târziu, cercetătorii au observat formarea de „structuri 3D organizate multiple” care s-au maturizat ulterior în organoizi cu „aspect asemănător țesutului”.
Minicreierul rezultat conținea multe tipuri de celule, inclusiv celule stem neuronale cunoscute ca glia radială externă. Țesuturile fetale și-au produs propriile lor matrice extracelulara proteine, care au acționat ca schele și au susținut organizarea lor 3D. Acest lucru le poate permite oamenilor de știință să studieze în continuare modul în care mediul celulelor influenţează dezvoltarea acestora.
Minicreierul crescut din anumite țesuturi cerebrale, cum ar fi creierul anterior, au păstrat caracteristicile structurale specifice acelei părți a organului și au răspuns la moleculele de semnalizare specifice care sunt implicate în dezvoltarea creierului.
În acest experiment inițial, minicreierele au fost crescute timp de șase luni. În special, cercetătorii au reușit să crească mai multe minicreiere dintr-o singură probă de țesut. Organoizii apar ca a o nouă modalitate de a testa siguranța și eficacitatea medicamentelorastfel încât această capacitate de a produce mulți organoizi dintr-o probă ar putea fi într-o zi utilă pentru efectuarea de experimente repetate de noi terapii pentru boală.
În continuare, autorii doresc să creeze versiuni mai complexe ale minicreierului și să le dezvolte potențial din țesuturi fetale în diferite stadii de dezvoltare, precum și din țesuturi bolnave care ar putea capta defecte ale creierului asociate cu mortalitatea infantilă.
Ca alte modele ale creierului uman, „cadre etice dedicate” și „discuții active cu donatorii și comunitatea științifică” sunt necesare înainte ca orice experimente suplimentare să fie efectuate folosind acești organoizi, au scris autorii în lucrare. De exemplu, cercetătorii trebuie să ia în considerare cu atenție etica transplantării țesutului creierului uman în alte specii, cum ar fi rozătoarele, așa cum sa făcut cu organoide derivate din celule stem.
Te-ai întrebat vreodată de ce unii oameni își construiesc mușchi mai ușor decât alții sau de ce ies pistruii la soare? Trimite-ne întrebările tale despre cum funcționează corpul uman community@livescience.com cu subiectul „Health Desk Q” și este posibil să vedeți răspunsul la întrebarea dvs. pe site!