Bebek farelerin beyinlerine nakledilen insan beyin hücreleri büyür ve bağlantılar kurar

“Bu, ilerleme yolunda önemli bir adım [understanding and treating] beyin hastalıkları,” diyor Singapur Ulusal Üniversitesi’nde biyoetikçi olan ve çalışmaya dahil olmayan Julian Savulescu. Ancak gelişme, özellikle hayvanları “insanlaştırmanın” ne anlama geldiğine dair etik soruları da gündeme getiriyor.

Stanford Üniversitesi’nden Sergiu Pașca, on yıldan fazla bir süredir nöral organoidler -bir tabakta yetiştirilen, belirli beyin bölgelerine benzeyen küçük nöron kümeleri- üzerinde çalışıyor. Bu organoidler genellikle ilk önce kök hücrelere dönüştürülen insan derisi hücrelerinden oluşturulur. Kök hücreler daha sonra doğru koşullar altında laboratuvarda nöronlar oluşturmaya teşvik edilebilir. Ortaya çıkan organoidler, beyin hücrelerinin nasıl ateşlendiğini ve iletişim kurduğunu ve bazı bozukluklarda nasıl arızalandıklarını incelemek için kullanılabilir.

Ancak laboratuvarda size söyleyebilecek çok fazla hücre var. Konu söz konusu olduğunda, bu hücreler beynimizde olup bitenleri gerçekten kopyalamazlar – bu nedenle Pașca ve bu alandaki diğer pek çok kişi yaygın olarak kullanılan “mini beyinler” teriminden kaçınır. Organoid hücreler aynı karmaşık bağlantıları oluşturamazlar. Aynı şekilde ateş de etmezler. Ve beynimizdeki hücreler kadar büyük değiller. Pașca, “İnsan nöronlarını yüzlerce gün tuttuğumuzda bile… insan nöronlarının insan beynindeki bir insan nöronunun büyüyeceği boyuta kadar büyümediğini fark ettik” diyor.

Ayrıca laboratuvardaki nöronlarda meydana gelen değişikliklerin nöropsikiyatrik bir bozukluğun semptomlarına nasıl yol açabileceğini söylemek de imkansızdır. Örneğin bir tabaktaki hücreler şekillerinde, ateşlenme şekillerinde veya ürettikleri proteinlerde bir değişiklik gösteriyorsa, bu örneğin bir kişinin hafızası veya davranışı için ne anlama gelir?

Bu sorunları aşmak için Pașca ve meslektaşları organoidleri canlı sıçanların, özellikle de yeni doğan sıçanların beyinlerine naklettiler. Çok genç hayvanların beyinleri, geliştikçe kapsamlı bir büyüme ve yeniden kablolama geçirir. Pașca, bu kadar erken bir aşamada nakledilen nöronların, farelerin kendi beyin devreleriyle entegre olma şansının en yüksek olması gerektiğini savundu.

Beyin organoidleri inşa etmek

Ekip, deri hücrelerinden yapılan organoidleri kullandı. Bu hücreler, beynin düşünce, görme, işitme, hafıza ve çevreyi algılamadan sorumlu bölgeleri içeren katlanmış dış kısmı olan insan korteksindeki hücrelere benzeyen hücre katmanları oluşturmaya teşvik edilmeden önce laboratuvarda kök hücrelere dönüştürüldü. , Diğer şeylerin yanı sıra. Bu süreç laboratuvarda yaklaşık iki ay sürdü.

Elde edilen üç boyutlu organoidler daha sonra kafatasındaki bir kesi yoluyla günlük farelerin beyinlerine enjekte edildi. Organoidler, hayvanların çevrelerini algılamalarına yardımcı olan bir bölge olan duyusal kortekse nakledildi.

Dört ay içinde beyin taramaları, organoidlerin orijinal hacminin yaklaşık dokuz katına çıktığını ve bir beyin yarıküresinin yaklaşık üçte birini oluşturduğunu gösterdi. Hücreler, sıçan beyin hücreleriyle bağlantı kurdu ve beyin devrelerine dahil edildi.