Zinātnieki izaudzēja miniatūras cilvēka smadzenes mēģenē. Tagad pēc viņu domām ir radusies iespēja novērot orgānu attīstību dzemdē, un viņi cer paplašināt savu neiroloģisko un psiholoģisko problēmu izpratni, raksta The Guardian.
„Smadzeņu organoīdi” dažu milimetru lielumā radīti no galvas smadzeņu šūnu slāņiem, un pēc uzbūves tie atgādina smadzenes embrionālajā stadijā. Pēc zinātnieku vārdiem organoīdi noderēs biologiem, kuri pēta, kādas izmaiņas notiek galvas smadzenēs šizofrēnijas vai autisma gadījumā. Tāpat organoīdus var izmantot ārstniecības preparātu izstrādē un testēšanā. „Līdz šim laikam to darīja laboratorijās apstākļos ar dzīvnieku vai izolētu cilvēka šūnu palīdzību”, - stāsta pētījuma autori.
Jau agrāk zinātnieki radīja cilvēka orgānu modeļus laboratorijā, ieskaitot acis, hipofīzi un aknas. Jaunā darba gaitā Austrijas Zinātņu akadēmijas Molekulāro biotehnoloģiju institūta darbinieki Vīnē ieguva funkcionējošas smadzeņu šūnas no galvas smadzeņu stumbra. Viņi to paveica ar gēlveida matrices palīdzību, kura rada apstākļus, kuri līdzīgi apstākļiem cilvēka vēderā”. Pēc vairākiem mēnešiem šūnas izveidoja sfēras ar 3 – 4 mm diametru. Šie „smadzeņu organoīdi” atspoguļo diskrētas zonas, kuras atgādina cilvēka smadzenes agrīnā attīstības stadijā. „Smadzeņu organoīdos ir muguras smadzenes, ventrālā daļa (satur visus pievadceļus priekšsmadzenēm) un pat nenobriedušu tīkleni”, - stāsta pētījuma autors Madlens Lankasters.
Pēc darba līdzautora Jurgena Knobliča vārdiem „galvas smadzeņu šūnu testi struktūrās parādīja, ka tās bija funkcionālas”. Lai demonstrētu, cik efektīvi organoīdus var izmantot galvas smadzeņu traucējumu gadījumos, zinātnieku komanda kopā ar Edinburgas universitātes kolēģiem izaudzēja smadzeņu audus un izpētīja mikrocefālijas attīstību. Šīs saslimšanas gadījumā cilvēka smadzenes neattīstās līdz parastiem izmēriem, kā rezultātā rodas psihiskas novirzes. „Kad es novēroju organoīdus, kuri iegūti no pacienta ar mikrocefāliju šūnām, es uzreiz pamanīju, ka to izmērs bija daudz mazāks nekā organoīdiem, kuri ir iegūti no veselām šūnām”, - stāsta M. Lankasters.
Viņš to izskaidro tā – smadzeņu stumbra šūnas parasti iziet vairākus dalīšanās etapus pirms pārvēršanās par smadzeņu šūnām. Tomēr sirgstošajiem ar mikrocefāliju stumbra šūnas sāk pārvērsties par smadzeņu šūnām pārāk agri, kas noved pie visu galvas smadzeņu šūnu sarukšanas.
„Šis pētījums ir aizraujošs, paplašina mūsu šūnu tehnoloģiju izmantošanas iespējas, dod smadzeņu attīstības un saslimšanas mehānisma izpratni, kā arī paver jaunus ārstēšanas ceļus. Organoīdiem ir pārsteidzoša līdzība ar cilvēka smadzenēm”, - komentē Zameļs Kaders no Oksfordas slimnīcas.
J. Knobličs atzīmē, ka viņa komandas mērķis ir liela skaita organoīdu izaudzēšana un daudzu galvas smadzeņu slimību ārstēšana. Pagaidām radītās mini smadzenes nevar sasniegt lielākus izmērus, jo barības vielas un skābeklis nevar iekļūt centrālajās daļās bez asinsrites.
Zinātnieku pētījums publicēts žurnālā Nature.