Șoareci cu creier uman: descoperirea echipei conduse de un român de la Stanford

Cum funcționează minicreierele în corpul șoarecilor?

Un studiu recent, publicat de o echipă americană, a arătat că transplantarea de organoizi cerebrali umani în corpul șoarecilor de laborator poate produce rezultate fascinante. Inițiativa a fost coordonată de dr.

Sergiu Pașca, specialist român de la Universitatea Stanford, profesor de psihiatrie și științe comportamentale. Experimentul a vizat rozătoare cu deficiențe majore în structura encefalică, secțiunile lipsă fiind completate cu celule umane cultivate în laborator.

Organoizii sunt replici miniaturizate ale organelor, generate în mediu in vitro printr-o tehnică de cultură tridimensională.

Ele imită trăsăturile biologice, structurale și funcționale ale organelor reale, oferind o fereastră unică asupra dezvoltării precoce a creierului. Procesele care au loc în perioada intrauterină, imposibil de monitorizat direct la pacienții umani, pot fi analizate astfel. Deși aceste „minicreiere” nu sunt o replică fidelă a encefalului uman, ele constituie instrumente valoroase pentru înțelegerea mecanismelor bolilor neurologice și a dezvoltării normale.

Posibilitatea de a le cultiva în laborator și de a le combina pentru a genera arhitecturi complexe a deschis noi orizonturi în neuroștiințe.

Conform agenției Agerpres, dr.

Pașca a explicat că există semnale esențiale prezente în organismele vii (in vivo) care sunt cruciale, dar nu se știe încă cum să le reconstituim artificial în medii de cultură (in vitro).

Cum se integrează țesutul uman în organismul viu?

Fenomenul a fost demonstrat anterior într-o lucrare din 2022, unde s-a constatat că organoizii transplantați în organisme vii au crescut mai bine, au stabilit sinapse superioare și au manifestat o activitate sporită comparativ cu cei menținuți în vase de laborator.

Pentru noul experiment, cercetătorii au inginerat genetic un șoarece care îi lipsea o porțiune semnificativă din cortex și din hipocamp. Scopul era de a crea un spațiu generos pentru celulele cerebrale umane, permițându-le să se dezvolte.

Deși maturizarea celulelor umane este mult mai lentă decât cea a rozătoarelor, integrarea țesutului transplantat a reușit în aproximativ 90% din cazuri.

„Am introdus pur și simplu patru organoizi corticali cu o seringă în cavitatea disponibilă”, a relatat Pașca.

Procedura este simplă: se grefează și, în câteva săptămâni, începe creșterea.

În câteva luni, ele preiau majoritatea volumului. În perioadele post-operatorii, neuronii umani din cutiile craniene ale șoarecilor s-au extins, formând conexiuni și trimițând proiecții în țesutul adiacent.

Deși organizarea în straturi distincte, specifică creierului uman, nu s-a materializat, structura includea diverse tipuri de celule caracteristice cortexului cerebral.

Care sunt rezultatele și implicațiile etice?

Analiza comparativă a evidențiat diferențele între șoarecii receptori ai organoizilor, șoarecii cu aceleași deficituri dar fără implant și șoarecii control, sănătoși.

Surprinzător, rozătoarele cu secțiuni mari de creier absente funcționau destul de eficient.

„Privindu-i, este greu să identifici care sunt cele modificate”, a comentat Pașca.

Totuși, la o examinare detaliată, au apărut deficiențe subtile în abilitățile motorii fine, memoria de lucru și comportamentul social.

Specialistul consideră că aceste modele hibride vor facilita studiul impactului hipoxiei, toxinelor și farmacologiei asupra creierului în formare, precum și a tulburărilor precum paralizia cerebrală și spectrul autist. Studiul a declanșat dezbateri etice privind bunăstarea animală și potențiala conferire de abilități cognitive noi prin prezența țesutului uman.

„Nu am detectat proprietăți noi, ceea ce nu ne surprinde, având în vedere stadiul incipient al dezvoltării acestor structuri”, a adăugat cercetătorul.

Organoizii au fost cultivate timp de doar șase luni, ajungând la un nivel de dezvoltare echivalent cu cel al țesutului cerebral al unui făt uman de șase luni.