Vedci vypestovali mini-mozog, ktorý funguje ako ľudský. Reaguje, komunikuje a rastie ako skutočný
Výskumníci vytvorili prvý mozgový organoid, ktorý napodobňuje celé fungovanie mozgu vrátane prepojených regiónov a elektrickej aktivity.
Organoidy sú miniatúrne verzie orgánov, na ktorých výskumníci môžu skúmať rôzne veci bez etických problémov, ktorým by čelili výskumy na skutočných orgánoch. Výskumníkom z Johns Hopkins University sa podarilo v rámci novej štúdie vypestovať prvý organoid celého mozgu, s neurónovými tkanivami a základnými cievami.
Autori výskumu opisujú orgán ako next-gen verziu mozgových organoidov. Väčšina organoidov mozgu totiž imitujú len jeden mozgový región, tento je prvou celou verziou mozgu na svete. Výskumníci ho nazývajú multiregiónový mozgový organoid, skrátene MRBO.
Tkanivá z rozdielnych regiónov mozgu v tomto organoide komunikujú a sú navzájom prepojené. Zároveň dokážu fungovať spolu, presne tak, ako fungujú regióny v našich vlastných mozgoch. Autori štúdie veria, že organoid MRBO im pomôže lepšie študovať rôzne mentálne poruchy, ako napríklad schizofréniu, autizmus alebo ďalšie poruchy, ktoré ovplyvňujú mozog ako celok.
Organoid fungoval ako ľudský mozog
Na vytvorenie organoidu celého mozgu výskumníci najprv vypestovali neurónové bunky odlišných mozgových regiónov a vytvorili základnú formu ciev v mozgu. Následne autori poprepájali tieto bunky proteínmi, ktoré slúžia ako biologické lepidlo. To dovolilo rozdielnym tkanivám formovať prepojenia a spoločne rásť. Počas toho začali produkovať elektrickú aktivitu a reagovať ako jedna prepojená sieť.
Organoid si udržal široké spektrum rôznych neurónových buniek. Štruktúra organoidu pripomínala mozog 40 dní starého embrya. Výskumníci tvrdia, že približne 80 % typov buniek, ktoré bežne vídame v skorých štádiách ľudského vývoja, sa rovnako objavovali aj v laboratórne vytvorenom organoide celého mozgu. Organoid bol ale oveľa menší v porovnaní so skutočným ľudským mozgom. Mal len 6-7 miliónov neurónov, v porovnaní s desiatkami miliárd neurónov, ktoré sa nachádzajú v dospelom mozgu.
Neprehliadni
Výskumníci dokázali počas experimentu pozorovať formáciu prvej hematoencefalickej bariéry, ktorá chráni mozog a riadi, aké molekuly sa môžu do mozgu dostať.
“Ak chceme lepšie pochopiť neurologickým poruchám, potom musíme študovať modely obsahujúce ľudské bunky. Zároveň nemôžeme žiadať od človeka, aby nám dovolil hrabať sa v jeho mozgu, aby sme mohli skúmať autizmus. Organoidy celého mozgu nám dovoľujú sledovať priebeh celej neurologickej poruchy a následne navrhnúť liečbu, dokonca aj prispôsobenú individuálnym pacientom,” vyjadrila sa Annie Kathuria, jedna z autorov výskumu.
Organoidy celého mozgu vieme zároveň využiť aj na testovanie experimentálnych liečiv, čo môže viesť k lepším výsledkom pri klinických testoch. Autori výskumu hovoria, že zhruba pri 85 až 90% prvých fáz klinických testov liek zlyháva. Pri neuropsychiatrických liekoch hovoríme o 96 % šanci na zlyhanie.
Pomoc pri výskumoch neurologických ochorení
Lieky zlyhávajú tak často hlavne preto, lebo výskumníci pracujú počas prvých výskumných fáz so zvieracími modelmi a nie vždy sa dokážu výsledky dobre pretransformovať aj na človeka. Organoidy sa na ľudské orgány podobajú oveľa viac, čo zvyšuje šance, že ak liek funguje na organoid, bude fungovať aj na človeka.
“Ochorenia ako Alzheimerova choroba, autizmus alebo schizofrénia ovplyvňujú celý mozog, nie len jednu jeho časť. Ak vieme zistiť, čo sa pokazí pri prvých fázach týchto ochorení alebo pri vývoji mozgu, potom môžeme nájsť nové spôsoby, ako tieto ochorenia liečiť. Na organoidoch zároveň vieme otestovať aj rôzne lieky a zistiť, čo funguje a čo naopak nie,” dodáva Kathuria.
V rámci výskumu organoidov sa minulý rok podarilo vedcom vytvoriť prvý organoid, ktorý dokázal ovládať robota. Štúdia chcela zistiť, ako lepšie prepojiť naše mozgy s počítačom v rámci BCI rozhrania, teda rozhrania mozog-počítač. Takéto rozhranie môže napríklad ľuďom s poruchou reči dať možnosť opäť rozprávať. Viac o tom, ako tento organoid dokázal ovládať robota, nájdeš v našom článku.
