Ezek a mini-agyak hatalmas lehetőségekhez vezethetnek
We are searching data for your request:
Upon completion, a link will appear to access the found materials.
Bár Frankenstein egyik alkotásának hangzanak, a mini-agyak valóságosak. A mini-agyak, más néven organoidok (szervrügyek) laboratóriumban termesztett sejtkötegek. A háromdimenziós struktúrák emberi őssejtekből származnak.
[Kép forrása: Flickr / Nap Donaldson]
A tudósok mini-agyakat használnak az agy fejlődésének tanulmányozásához, valamint a különféle betegségek, például a neurológiai rendellenességek megértéséhez. A kutatók azt is remélik, hogy egy napon a mini agyakat felhasználják kísérleti gyógyszerek tesztelésére; így csökken a laboratóriumi állatok szükséglete.
A tudósok jelenleg kétdimenziós agymodelleket használnak kutatásaikhoz. A kétdimenziós modellek azonban nem tudják megismételni a kutatáshoz szükséges idegi áramkörök összetettségét.
A háromdimenziós agymodellek viszont strukturális és szervezeti hasonlóságot mutatnak az emberi agyhoz. Ez a tudósoknak ritka lehetőséget kínál az élő emberi agyszövet tanulmányozására.
A kutatók remélik, hogy ezek a kisagyok lehetővé teszik a tudósok számára az idegrendszer fejlődésével kapcsolatos ismereteik és megértésük továbbfejlesztését. Ezzel lehetővé teszi a tudósok számára, hogy megértsék a neuropszichiátriai betegségek, például az autizmus mechanizmusait.
Sergiu P. Paşca, a Stanford Idegtudományi Intézet Stem Cells Core társelnöke elmondta: "A mentális rendellenességek megértésének egyik fő problémája, hogy nem tudunk közvetlenül hozzáférni az emberi agyhoz". Kijelentette, hogy "Ezek a szferoidok szorosan hasonlítanak a kéreg háromdimenziós architektúrájára, és olyan génexpressziós mintázataik vannak, amelyek utánozzák a fejlődő magzati agyban levőket."
A mini-agyak termesztése
A Standford Egyetem kutatói azzal kezdték a növekedési folyamatot, hogy öt különböző páciensből kivonták a bőrsejteket. A bőrsejteket transzformáltuk indukált pluripotens őssejtekké (iPSC), amelyek felnőttekből származó őssejtek. Ezek a sejtek az emberi testben megtalálható más típusú sejtekké fejlődhetnek.
A sejteket először hagyták egyrétegű szaporodásban, amely egyrétegű, egy sejt vastag. Ezután egy speciális edénybe tették, amely megakadályozta, hogy a felületre tapadjanak. Ez a sejt háromdimenziós növekedését okozta, így összesítve és gömbös telepeket hozva létre. Ezután egy molekula koktélt adtak hozzá, amely a sejteket éretlen agysejtekké differenciálta.
A sejtek ezután neuronokká és asztrocitákká differenciálódnak, amelyek mindkét típusú sejtek megtalálhatók az agyban. Az asztrociták körbefuttatják az idegsejtek közötti kapcsolatokat, más néven szinapszisokat. Anyagcserét támogatnak a sejtek számára, valamint szabályozzák a jelátvitelt.
A végeredmény egy sejtgömb lett, amely nyitva szeletelve háromdimenziós elrendezésnek tűnt, amely hasonlított az emberi kéregre. Funkcionális tesztek azt mutatták, hogy a gömb idegsejtjeinek 80 százaléka ingerléskor jeleket adott ki. Ezenkívül az idegsejtek 86 százaléka részt vett a hálózati aktivitásban, és spontán aktivitást mutatott, amely hasonlított az agy aktivitására.
A mini-agy még mindig a kutatási fázisban van. A jelenlegi eredmények azonban ígéretes jövőt mutatnak a terápiás gyógyszerek számára. Ezenkívül a mini-agyak várhatóan segítenek további válaszokat találni a biokémiai és fejlődési változásokkal kapcsolatban, amelyek hozzájárulhatnak egyes agyi rendellenességekhez, például az epilepsziához.
LÁSD MÉG: Egy új agyimplantátum lehetővé teszi, hogy a paralizált főemlősök újra járhassanak
Írta: Terry Berman