Experiment fără precedent la Stanford, coordonat de românul Sergiu Pașca. O premieră pentru cercetarea creierului

Adaugă-ne ca sursă preferată în Google Urmărește-ne pe Google News

Cercetătorul român Sergiu Pașca, profesor la Universitatea Stanford, conduce o echipă care a reușit să transplanteze în șoareci țesut cerebral uman crescut în laborator. Organoidele s-au dezvoltat în organismul animalelor și au format conexiuni funcționale cu sistemul nervos al acestora, oferind cercetătorilor o nouă metodă pentru studierea dezvoltării creierului și a unor boli neurologice și psihiatrice.

Cercetătorii au folosit șoareci modificați genetic astfel încât acestora să le lipsească o mare parte a cortexului cerebral. Spațiul rămas a permis țesutului uman transplantat să se dezvolte mult mai amplu decât în experimentele realizate anterior.

Studiul, publicat miercuri, 16 septembrie, în revista Nature, descrie o metodă prin care organoidele corticale umane pot ocupa o parte importantă din volumul cortical disponibil și se pot conecta cu sistemul nervos al animalului. Nature descrie experimentul drept cea mai extinsă integrare de până acum a unor celule cerebrale umane într-un animal.

Cercetare spectaculoasă la Stanford, coordonată de un român

Țesutul folosit de echipă a fost crescut în laborator sub forma unor organoide corticale. Acestea sunt structuri tridimensionale obținute din celule stem și concepute astfel încât să reproducă unele dintre tipurile importante de celule și etape ale dezvoltării cortexului cerebral uman.

Pentru a oferi organoidelor suficient spațiu, cercetătorii au creat genetic șoareci cărora le lipseau neuronii glutamatergici dintr-o mare parte a neocortexului și hipocampului. Organoidele umane au fost apoi transplantate în spațiul cortical disponibil.

După transplant, țesutul uman s-a dezvoltat și a generat o diversitate de tipuri de celule corticale. Neuronii umani au format conexiuni cu sistemul nervos al șoarecilor, iar măsurătorile efectuate de cercetători au indicat apariția unor modele organizate de activitate neuronală.

Metoda permite astfel observarea neuronilor umani în interiorul unui organism viu, nu doar într-un recipient de laborator. Cercetătorii pot analiza modul în care celulele se dezvoltă, se conectează și reacționează atunci când sunt expuse unor condiții diferite.

Sergiu Pașca. Sursă foto: Facebook

Ce ar putea aduce nou experimentul pentru cercetarea bolilor

Unul dintre obiectivele studiului este dezvoltarea unui model care să permită investigarea unor procese ale creierului uman greu de observat direct.

Țesutul cerebral uman viu nu poate fi studiat experimental în aceleași condiții precum țesuturile altor organe, iar această limitare face dificilă analiza dezvoltării creierului și a mecanismelor care stau la baza unor afecțiuni neurologice și psihiatrice.

Noua platformă ar putea fi folosită pentru cercetarea unor tulburări precum autismul sever, epilepsia, paralizia cerebrală și schizofrenia, dar și pentru evaluarea unor posibile terapii.

Experimentul le-a permis cercetătorilor inclusiv să analizeze modul în care celulele cerebrale umane reacționează la leziuni produse prin lipsa de oxigen, situație în care au fost observate efecte importante asupra celulelor neuronale umane.

Sergiu Pașca explică de ce nu sunt „șoareci cu creier uman”

Sergiu Pașca este profesor de psihiatrie și științe comportamentale la Stanford și conduce programul Stanford Brain Organogenesis. Cercetările sale sunt concentrate de mai mulți ani asupra organoidelor și assembloidelor neuronale, modele construite din celule stem care permit studierea dezvoltării sistemului nervos uman. Cercetătorul atrage însă atenția că expresii precum „șoareci umanizați”, „șoareci cu creier uman” sau „mini-creiere” pot crea o imagine greșită asupra experimentului.

„Aceste animale păstrează sistemul nervos al șoarecelui, dar conțin un volum mai mare de țesut cortical uman care se dezvoltă, se integrează și formează conexiuni în cadrul acestuia”, a spus Pașca.

Animalele nu au, așadar, un creier uman. Ele își păstrează sistemul nervos propriu, însă în acesta este integrată o cantitate mai mare de țesut cortical uman crescut în laborator.

Analizele comportamentale realizate în cadrul studiului au arătat că activitatea locomotorie a șoarecilor a rămas, în linii mari, păstrată, deși au fost observate anumite diferențe în coordonarea membrelor și în organizarea unor comportamente spontane.

Cercetările continuă experimentele începute în urmă cu mai mulți ani

Studiul publicat acum continuă o direcție de cercetare pe care echipa lui Sergiu Pașca o dezvoltă de mai mult timp.

În 2022, cercetătorii de la Stanford au demonstrat că țesutul cerebral uman cultivat în laborator poate fi transplantat în creierul șobolanilor și se poate maturiza și integra în circuitele neuronale ale animalelor.

Noul experiment duce metoda mai departe prin crearea unor animale în care organoidele umane au la dispoziție un spațiu cortical mult mai mare pentru dezvoltare.

Cercetătorii consideră că această abordare poate oferi informații la nivelul circuitelor neuronale și al comportamentului și poate fi folosită pentru studierea dezvoltării neurologice, modelarea unor boli și testarea unor posibile tratamente.