Nový výzkum ukázal, že lidské mozkové buňky transplantované do mozku potkanů pokračují v růstu, vytvářejí spojení s vlastními mozkovými buňkami zvířat a pomáhají řídit jejich chování. Informoval o tom zpravodajský server MIT Technology Review a deník Nature.
Studie mozkových onemocnění
Ve studii zveřejněné v deníku Nature byly laboratorně vypěstované shluky lidských mozkových buněk transplantovány do mozků novorozených potkanů. Rostly a integrovaly se do nervových obvodů hlodavců a nakonec tvořily asi šestinu jejich mozku. Podle vědců, kteří se na této práci podíleli, by tato zvířata mohla být využita k získání dalších poznatků o lidských neuropsychiatrických poruchách.
„Jde o důležitý krok vpřed v pokroku v oblasti pochopení a léčby mozkových onemocnění,“ říká Julian Savulescu, bioetik z Národní univerzity v Singapuru, který se na studii nepodílel. Říká však, že vývoj vyvolává také etické otázky, zejména ohledně toho, co znamená „polidšťování“ zvířat.
Brain conditions can be difficult to understand and treat.
Dr. Sergiu Pașca’s research at Stanford University is hoping to change that — by putting human brain cells in rat brains. https://t.co/nkkEFRV1EA pic.twitter.com/ERMrxnBeez
— USA TODAY (@USATODAY) October 13, 2022
Tvorba mozkových organoidů
Tým použil organoidy vytvořené z kožních buněk. Z těchto buněk byly v laboratoři vytvořeny kmenové buňky. Ty byly následně povzbuzeny k vytvoření vrstev buněk, jež se podobají vrstvám v lidské mozkové kůře. To je složená vnější část mozku, která obsahuje oblasti zodpovědné mimo jiné za myšlení, vidění, sluch, paměť a vnímání okolí. Tento proces trval v laboratoři přibližně dva měsíce, uvedl server MIT Technology Review.
Implantace vytvořených buněk
Vzniklé trojrozměrné organoidy byly následně vpraveny do mozku několik dní starých potkanů řezem v lebce. Organoidy byly transplantovány do smyslové kůry, oblasti, která pomáhá zvířatům vnímat jejich prostředí.
Během čtyř měsíců skenování mozku ukázalo, že organoidy narostly na přibližně devítinásobek svého původního objemu. Právě tyto implantované organoidy tvořily přibližně třetinu jedné mozkové hemisféry. Zdálo se, že buňky vytvořily spojení s mozkovými buňkami potkanů a začlenily se do mozkových obvodů.
Výsledek pokusu
Samotné buňky se velikostí mnohem více blížily neuronům v lidském mozku. Šest měsíců po transplantaci byly asi šestkrát větší než buňky vypěstované v misce. „Jsou prostě obrovské,“ říká Pașca. Pokusy na buňkách naznačují, že reagují podobně jako buňky v lidském mozku. „Buňky se prostě posunuly na jinou úroveň zrání,“ říká Pașca.
Jejich integrace do mozkových obvodů potkanů byla natolik důkladná, že umožnila ovládat chování zvířat. V dalším experimentu tým cíleně spouštěl lidské buňky pomocí optogenetiky. Techniky, která spočívá ve svícení na mozkové buňky upravené genem tak, aby reagovaly na světlo. Tímto způsobem se vědcům podařilo ovlivnit, jak často potkani vyhledávají odměnu.