Cercetare revoluţionară, condusă de un profesor româno-american. Neuroni umani, transplantaţi la şobolani pentru studierea tulburărilor neurologice
Cercetătorii de la Standford (California) au transplantat neuroni umani în creiere de şobolani, în cadrul unui studiu, condus de un profesor român.
Cercetarea îşi propună să aducă o nouă lumină asupra unor tulburări neurologice şi psihiatrice, precum epilepsia şi schizofrenia.
Concret, grupurile de celule umane „s-au prins” în creierul animalelor, s-au conectat la rezervele de sânge şi au intrat în circuitele creierului de şobolan, permiţându-le să simtă mişcările mustăţilor animăluţelor şi să le influenţeze comportamentul.
Această procedură revoluţionară înseamnă că oamenii de ştiinţă pot studia acum modul în care celulele cerebrale de la pacienţii cu tulburări neuropsihiatrice funcţionează defectuos într-un creier viu şi pot, totodată, evalua impactul medicamentelor în timp real.
Tulburările psihiatrice reprezintă o povară uriaşă pentru societate şi este foarte, foarte clar că avem nevoie de modele mai bune pentru a le studia”, a declarat Sergiu Paşca, profesor de Psihiatrie care a condus cercetarea la Universitatea Stanford.
„Vedem pacienţi şi familiile pacienţilor, care suferă. Nu avem timp de pierdut”, mai spune profesorul român.
Lucrarea este cel mai recent progres într-un domeniu complex din punct de vedere etic al organoizilor cerebrali, în care oamenii de ştiinţă cresc în laborator mici „bile” de celule cerebrale umane. Cercetătorii au folosit apoi organoidele pentru a cerceta dezvoltarea creierului, autismul şi impactul unor infecţii precum virusul Zika, dar au fost critici s-au întrebat cum vor şti oamenii de ştiinţă dacă organoidele vor ajunge vreodată la un punct în care să sufere sau să devină conştiente.
O problemă practică cu care se confruntă acest domeniu este faptul că bucăţile de ţesut cerebral cultivate în laborator se comportă diferit de neuronii din creier. Apoi, organoizii nu sunt „scăldaţi” în substanţe nutritive de la o sursă de sânge şi nu sunt conectate la circuitele mai largi ale creierului.
Pentru a depăşi aceste provocări, Paşca şi colegii săi au „crescut” organoizi ai creierului uman într-o farfurie până când aceştia au cuprins între 500.000 şi un milion de neuroni. Bilele de ţesut de 1,5 mm lăţime au fost apoi transplantate în creierele de şobolani nou-născuţi, în special într-o regiune numită cortex somatosenzorial, care procesează senzaţiile tactile, cum ar fi mişcarea mustăţii.
Cinci luni mai târziu, scanările RMN au arătat că aglomerările de ţesut cerebral uman au crescut de şase până la opt ori mai mari şi s-au conectat la alimentarea cu sânge a animalului. Celulele creierului uman nu au înlocuit ţesutul cerebral de şobolan, ci s-au conectat la acesta.
Odată crescut, fiecare organoid a adăugat aproximativ cinci milioane de neuroni umani la cei 30 de milioane de neuroni ai şobolanului. Unii şobolani au primit două organoizi, câte unul pe fiecare parte a creierului.
Testele efectuate pe animale nu au evidenţiat nicio dovadă că acestea ar fi avut performanţe mai bune sau că ar fi suferit efecte negative. Dar neuronii umani au avut o activitate intermitentă atunci când s-a suflat aer peste mustăţile şobolanilor, ceea ce arată o contopire între ţesutul cerebral uman şi cel al şobolanilor.
Ulterior, cercetătorii au antrenat şobolanii să se aştepte în faţa unui pahar de apă atunci când celulele umane din creierul lor erau activate, demonstrând astfel că celulele umane puteau influenţa comportamentul şobolanilor.
Pentru a arăta cum procedura ar putea fi valoroasă pentru cercetare, oamenii de ştiinţă au creat organoizi cerebrali din celule umane sănătoase şi altele de la pacienţi cu o tulburare genetică numită sindromul Timothy şi le-au transplantat în creiere de şobolani. Organoidele cerebrale ale pacienţilor au crescut până la punctul în care prezentau anomalii clare.
Detaliile sunt publicate în revista Nature. Echipa intenţionează să studieze o serie de afecţiuni, de la epilepsie şi schizofrenie la forme specifice de autism, alături de medicamente care ar putea unii pacienţi.
Gabriele Lignani, de la Institutul de Neurologie al UCL, a declarat că lucrarea este „interesantă” şi că deschide noi căi pentru studierea bolilor neuropsihiatrice.
Hank Greely, directorul Centrului pentru Drept şi Bioştiinţe din cadrul Universităţii Stanford, care a oferit consultanţă pentru acest studiu, a declarat că cercetarea cu organoizi ridică o serie de probleme etice. „Ce se întâmplă dacă organidul are un fel de conştiinţă şi suferă în urma transplantului? Sau ce se întâmplă dacă animalul care a suferit un transplant capătă caracteristici „umane”?”, a spus el. Greely nu crede că acestea sunt probleme ce trebuie rezolvate acum, dar consideră că merită discutate pe măsură ce lucrările avansează. „Nu este prea devreme să ne gândim la modul în care am putea încerca să determinăm răspunsul „societăţii”, dacă acea zi va sosi”, a conchis specialistul.
