Organoide de creier uman optimizate, pentru un nou impuls în cercetarea afecțiunilor neuropsihice

Cercetătorii de la Harvard University și de la the Broad Institute’s Stanley Center for Psychiatric Research au optimizat procesul de cultivare a organoidelor de creier uman. Acestea urmează constant tiparele de creștere observate pe parcursul dezvoltării creierului uman. Cercetătorii pot folosi acest sistem experimental pentru a testa direct pe țesut uman medicamente pentru afecțiuni neuropsihice, precum cele din spectrul autist sau schizofrenia.

Oamenii de știință au dezvoltat o metodă nouă pentru cultivarea acestor culturi de țesut 3D, în miniatură, ce urmează modelul celulelor creierului unui pacient.

Genetica din spatele afecțiunilor neurologice ale omului este complexă, iar părți mari din genom contribuie la instalarea și avansarea bolii. Studiul pe animale în acest domeniu oferă oportunități limitate pentru progrese relevante, deoarece creierul uman este diferit. Organoidele oferă o ocazie de a studia bolile direct pe celule umane. Dar, până acum, au eșuat dintr-un punct de vedere esențial.

 

 

Limitările organoidelor

 

“Ne folosim diferit creierele, dar fiecare dintre noi are aceeași colecție de tipuri de celule și de conexiuni de bază”, a explicat unul dintre autorii studiului, Paola Arlotta, de la Harvard University. “Această consecvență este crucială și, cu foarte puține excepții, este reprodusă de fiecare dată când creierul uman se formează în uter. Există numai diferențe foarte mici între noi, în ceea ce privește tipurile de celule și structura creierelor noastre”, a adăugat ea.

Până acum, nu a fost valabil acest lucru și în cazul organoidelor. Deși acestea generau celule ale creierului uman, fiecare era unică. Ceea ce însemna că nu puteau fi folosite cu ușurință pentru a compara diferențele dintre țesutul bolnav și cel sănătos.

“Organoidele ne-au dezvoltat substanțial capacitatea de a studia creierul uman aflat în dezvoltare. Dar, până acum, fiecare era ca un fulg de nea, fiecare își făcea propriul mix de tipuri de celule, într-un mod ce nu putea fi prezis din start. Acum am rezolvat această problemă”, a subliniat Arlotta.

Echipa de cercetători a reușit să creeze organoide care sunt identice unul cu altul și care cresc mai mult de șase luni în laborator.

Mai mult, în condiții specifice de cultură, organoidele erau sănătoase și capabile să se dezvolte suficient de mult timp pentru a produce un spectru larg de tipuri de celule găsite în mod normal în cortexul cerebral uman.

Aceste progrese înseamnă că organoidele de creier pot fi folosite acum pentru sisteme viabile de experimentare, pentru a studia boli direct pe țesuturile pacientului și pentru a compara efectul diferitelor medicamente pe țesut uman.

 

 

Aceleași celule în același mod

 

Cercetătorii s-au concentrat pe organoide ale cortexului cerebral: sediul funcţiunilor nervoase complexe, precum motricitate, sensibilitate, senzorialitate, mişcarea voluntară, limbaj, memorie, conştiinţa.

Cortexul cerebral joacă un rol-cheie în afecțiuni neuropsihice precum tulburările de spectru autist sau schizofrenia.

“Am făcut organoide din mai multe linii de celule stem, atât de origine masculină, cât și feminină – astfel încât fondurile genetice să fie diferite”, a explicat o altă autoare a studiului, Silvia Velasco, cercetător la Broad Institute.

Țesuturile creierului cresc foarte lent. În acest studiu, după șase luni, organoidele au crescut cu trei milimetri în diametru.

“În pofida fondului genetic diferit, am constatat că aceleași tipuri de celule au crescut în același mod, în ordinea corectă și, cel mai important, în fiecare organoid în parte”, a subliniat Velasco.

 

 

O cale nouă de a studia bolile

 

Folosind această metodă optimizată, cercetătorii pot face organoide din celule stem derivate de la pacienți sau pot crea celule ce au mutații asociate cu anumite boli.

“Acum este posibil să comparăm organoide de control cu cele în care creăm mutații despre care știm că pot fi asociate cu boli. Aceasta ne va oferi mult mai multă certitudine privind ce diferențe contează, ce celule sunt afectate”, a explicat Aroltta.

Lasă un răspuns

*

Acest sit folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.