De la celule stem la creierul uman

Un creier miniatural a fost obtinut in laborator. Oamenii de stiinta spera ca aceasta realizare ii va ajuta sa obtina tratamente pentru boli neurologice si mentale. Dimensiunile creierului miniatural nu depasesc 3-4 mm in diagonala, insa structura este similara unui creier uman imatur. Suntem insa departe de a crea un creier artificial, sau chiar de a obtine in laborator portiuni de tesut pe care medicii sa le foloseasca in inlocuirea zonelor cerebrale afectate. Scopul a fost producerea unei unelte biologice, care sa poata fi folosita pentru a investiga functionarea creierului, pentru a intelege mai bine bolile acestuia, si pentru a testa noi medicamente.

 

Prf. Juergen Knoblich, de la Institutul de Biotehnologie Moleculara din Viena, a obtinut celule stem iPS (celule stem pluripotente induse) pornind de la celule conjunctive ale unui pacient cu microcefalie. Aceasta boala genetica apare rar in populatie, insa cu consecinte devastatoare; dimensiunile creierului sunt reduse dramatic, lasand bolnavul cu dizabilitati mentale severe.

 

Ca si multe alte boli neurologice, si aceasta a fost dificil de studiat pe soareci de laborator, pentru ca nu au aceeasi complexitate a creierului ca oamenii. Noul creier miniatural a ajutat cercetatorii sa identifice un defect, ca urmare a caruia este afectata dezvoltarea normala a creierului si aparitia microcefaliei. Celulele perturbate din dezvoltarea lor normala la oameni, nu urmeaza acelasi model la soareci, explicand astfel de ce modelele pe soareci de laborator nu au putut fi folosite pentru a replica severitatea bolii, spun cercetatorii.

 

Echipa a folosit ca suport o matrice 3D care mimeaza mediul intalnit intr-un embrion uman, apoi a folosit dispozitive speciale de laborator, numite bio-reactoare rotative, care produc nutrienti si oxigen, obtinand in final creierul miniatural. Prf. Knoblich spune: “Am transformat celulele adulte ale pacientului in celule stem iPS, apoi am folosit celulele stem iPS pentru a obtine creierul miniatural. Am urmat acelasi procedeu si pentru obtinerea unui creier miniatural pornind de la celulele unui individ sanatos, apoi am comparat cele 2 organe. Am vrea sa utilizam creierul organoid si pentru a studia boli mai frecvente, ca de exemplu schizofrenia sau autismul, pentru ca deja se cunoaste faptul ca defectele apar in timpul dezvoltarii creierului. Speram ca vom putea replica si aceste defecte intr-o zi.”

 

O alta utilizare a structurii biologice obtinute este testarea medicamentelor: asa va fi folosita pentru testare o structura similar umana, vor fi evitate experimentele pe animale si vor fi obtinute informatii mai usor de transpus in tratamentele pe oameni. Dr Oliver Brustle, neuropatolog si expert recunoscut in cercetarea celulelor stem la Universitatea Bonn, Germania, a recenzat studiul si l-a descris ca “remarcabil”: “Autorii au descoperit ca agregand in conditii propice celule stem neuronale obtinute din celule stem iPS umane, acestea se organizeaza singure in creier miniatural organoid – miniatura a tesutului cerebral uman aflat in primele stadii de dezvoltare. Structurile obtinute nu sunt simple artefacte ciudate. Organoizii recreaza primii pasi in formarea cortexului uman, sunt extraordinar de potrivite pentru studiul dezvoltarii creierului si a bolilor neurologice.”

 

Dr Martin Coath, de la Institutul Cognitiei, Universitatea Plymouth, se intreaba de ce ar dori cineva sa obtina un creier “real” in laborator. “Un creier uman complet functional ar fi constient, ar avea sperante, vise, ar simti durerea, si si-ar pune intrebari despre ce i-am facut’, spune el. “Ceva ce am crescut in laborator, dar la un nivel mult mai redus decat un creier uman, ar putea fi conectat la ochi, urechi si maini electronice, si ar putea fi invatat sa faca ceva – poate chiar ceva tot atat de sofisticat ca ceea ce reusesc sa faca multe creaturi simple vii. Mie nu mi se pare un viitor foarte indepartat.”

 

Dr Zameel Cader, de la Universitatea Oxford, descrie cercetarea ca “fascinanta”: “structura generata e la distanta lunga de un creier uman, iar provocarile pe care trebuie sa le depasim pentru a obtine chiar si un creier primitiv fetal raman descurajatoare. Sperantele pentru obtinerea unui creier real sunt inca la mare distanta. Organizarea adecvata a tesutului si vasele de sange lipsesc din modelul obtinut de cercetatorii austrieci, asta ducand la o limitare importanta. In orice caz, modelul este indraznet, iar similaritatile pe care le are cu creierul uman sunt uluitoare.”

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *