Επιστήμονες διατήρησαν ζωντανούς ανθρώπινους «μίνι εγκεφάλους» για πέντε χρόνια

Τα οργανοειδή αυτά δεν έχουν τη μορφή ενός πραγματικού ανθρώπινου εγκεφάλου. Αναπαράγουν, ωστόσο, βασικά χαρακτηριστικά του, όπως τους τύπους των κυττάρων του, την έκφραση των γονιδίων και ορισμένα στάδια της οργάνωσής του. Με αυτόν τον τρόπο προσφέρουν στους ερευνητές ένα πολύτιμο μοντέλο για τη μελέτη της λειτουργίας και της ανάπτυξης ενός από τα πιο σύνθετα όργανα του ανθρώπινου σώματος.

Η σημασία της νέας μελέτης

Η σημασία του επιτεύγματος είναι μεγάλη, καθώς ο ανθρώπινος εγκέφαλος παραμένει εξαιρετικά δύσκολο να μελετηθεί. Η πολυπλοκότητά του, αλλά και οι σημαντικές διαφορές που υπάρχουν ανάμεσα στον ανθρώπινο εγκέφαλο και εκείνον άλλων ειδών, καθιστούν ιδιαίτερα δύσκολη την πλήρη κατανόησή του χωρίς τη χρήση ανθρώπινων βιολογικών μοντέλων.

Μέχρι σήμερα, τα εγκεφαλικά οργανοειδή μπορούσαν να αναπαράγουν κυρίως στάδια ανάπτυξης αντίστοιχα με εκείνα ενός εμβρύου κατά τους πρώτους μήνες της κύησης. Το βασικό εμπόδιο ήταν ότι τα κύτταρα που διατηρούνταν σε καλλιέργεια, και ιδιαίτερα τα πιο ευάλωτα όπως οι νευρώνες, άρχιζαν να φθείρονται προτού τα οργανοειδή μπορέσουν να φτάσουν σε πιο προχωρημένα στάδια ανάπτυξης.

• Διαβάστε ακόμη:
  Ο ανθρώπινος εγκέφαλος αλλάζει «εποχή» σε τέσσερις διαφορετικές ηλικίες στη διάρκεια της ζωής

Η νέα τεχνική επέτρεψε στους επιστήμονες όχι μόνο να παρατείνουν εντυπωσιακά τη διάρκεια ζωής των εγκεφαλικών οργανοειδών, αλλά και να επιταχύνουν σημαντικά την παραγωγή ορισμένων νευρικών κυττάρων. Οι ερευνητές κατάφεραν, συγκεκριμένα, να δημιουργήσουν μέσα σε μόλις δύο εβδομάδες έναν τύπο νευρώνα που υπό φυσιολογικές συνθήκες θα χρειαζόταν μήνες για να αναπτυχθεί.

Πώς θα αξιοποιηθεί από τη νευροεπιστήμη

Το γεγονός αυτό θα μπορούσε να έχει σημαντικές συνέπειες για τη μελέτη τόσο της φυσιολογικής ανάπτυξης του εγκεφάλου όσο και διαφόρων ασθενειών.

Με τη βοήθεια των νέων οργανοειδών, οι επιστήμονες μπορούν να παρακολουθούν σε κυτταρικό επίπεδο τι συμβαίνει στον ανθρώπινο εγκέφαλο κατά τα πρώτα στάδια της ανάπτυξής του. Πρόκειται για μια ιδιαίτερα κρίσιμη περίοδο, καθώς σε αυτήν μπορεί να εμφανίζονται οι πρώτες κυτταρικές ή μοριακές αλλαγές που συνδέονται αργότερα με ορισμένες νευροεκφυλιστικές παθήσεις.

• Διαβάστε ακόμη:
  Νέα τεχνική κάνει τον εγκέφαλο διαφανή και επιτρέπει την παρατήρηση νευρώνων σε πραγματικό χρόνο

Παράλληλα, η δυνατότητα παραγωγής συγκεκριμένων τύπων νευρώνων σε πολύ μικρότερο χρονικό διάστημα δημιουργεί νέες προοπτικές για την έρευνα. Η τεχνική θα μπορούσε στο μέλλον να συμβάλει στην ταχύτερη δημιουργία νευρικών κυττάρων και, ενδεχομένως, στην ανάπτυξη μεθόδων που θα επιβραδύνουν διαδικασίες νευροεκφύλισης.

424.000 κύτταρα από 110 «εγκεφάλους»

Ιδιαίτερα σημαντικός είναι και ο όγκος των δεδομένων που συγκεντρώθηκε στη διάρκεια της μελέτης, η οποία δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature. Συνολικά, οι επιστήμονες ανέλυσαν περισσότερα από 424.000 κύτταρα από 110 εγκεφαλικά οργανοειδή, καθώς και μεγάλο αριθμό δεδομένων που αφορούν τη γήρανση του DNA.

Οι ερευνητές θεωρούν αυτό το υλικό εξαιρετικά πολύτιμο για τη διεθνή επιστημονική κοινότητα, καθώς μπορεί να αποτελέσει τη βάση για νέες μελέτες σχετικά με την ανάπτυξη, τη γήρανση και τις ασθένειες του ανθρώπινου εγκεφάλου.