სტენფორდის მეცნიერებმა თაგვებში ლაბორატორიულად გაზრდილი ადამიანის ტვინის ქსოვილი გადანერგეს

სტენფორდის უნივერსიტეტის მეცნიერებმა ლაბორატორიულად გაზრდილი ადამიანის ტვინის ქსოვილი გადანერგეს თაგვებში, რომლებიც გენეტიკურად ისე იყვნენ მოდიფიცირებულნი, რომ არ ჰქონოდათ თავის ტვინის ქერქის უმეტესი ნაწილი. შედეგად მიიღეს ჰიბრიდული ცხოველები, რომელთა ტვინის მოცულობის დაახლოებით ნახევარი ადამიანის ქსოვილია – ეს არის მიღწევა, რომელიც მკვლევართა თქმით, შესაძლოა საფუძვლიანად შეცვალოს ფსიქიატრიული და ნეიროგანვითარებითი დარღვევების შესწავლა.

ოთხშაბათს ჟურნალ Nature-ში გამოქვეყნებულ კვლევაში აღწერილია, თუ როგორ გაზარდა ნეირომეცნიერ სერჯიუ პაშკას ხელმძღვანელობით მომუშავე გუნდმა ადამიანის ქერქის ნეირონების სამგანზომილებიანი კლასტერები, ე.წ. ორგანოიდები, გადაპროგრამებული კანის უჯრედებისგან. შემდეგ ისინი ქირურგიული გზით მოათავსეს ახალშობილ თაგვებში, რომლებსაც განვითარების პროცესში გენეტიკურად გაუუქმეს თავის ტვინის ქერქი და ჰიპოკამპი. სამი თვის განმავლობაში ადამიანის ქსოვილი გაიზარდა და შეადგინა ქერქის მოცულობის 90 პროცენტზე მეტი, ჩამოაყალიბა ფუნქციური კავშირები თაგვის ნერვულ სისტემაში და გაავრცელა პროექციები ზურგის ტვინამდე.reuters+3

როგორ მუშაობს ეს

მკვლევარები მიღებულ ცხოველებს "ქსენოკორტიკალურ" თაგვებს უწოდებენ. ადამიანის ნეირონების მღრღნელების ტვინში გადანერგვის წინა მცდელობები შეზღუდული იყო, რადგან ადამიანის ნეირონები დაახლოებით 20-ჯერ უფრო ნელა ვითარდება, ვიდრე თაგვის ნეირონები, რაც მათ არ აძლევდა საშუალებას კონკურენცია გაეწიათ კავშირებისთვის საჭირო სივრცისთვის. იმ უჯრედების გენეტიკურად მოცილებით, რომლებიც ჩვეულებრივ თაგვის ქერქს ქმნიან, პაშკას გუნდმა ადამიანის ქსოვილს ზრდისთვის საჭირო ადგილი და დრო მისცა.npr

"სივრცემ, რომელიც ჩვეულებრივ თაგვის ქერქს უკავია, საშუალება მოგვცა გაგვედანერგა ადამიანის ქერქის ორგანოიდები დაბადებიდან მალევე და ადამიანის ქსოვილს ფართოდ ზრდის საშუალება მივეცით", – თქვა პაშკამ. მიუხედავად იმისა, რომ ტვინის მოცულობის დაახლოებით ნახევარი აკლდათ, მოდიფიცირებული თაგვები გადანერგვამდე გასაკვირად ფუნქციურები იყვნენ, რაც განვითარებადი ტვინის პლასტიკურობის დასტურია.iflscience+1

ტრანსპლანტატებმა ასევე წარმოქმნეს იშვიათი ფონ ეკონომოს ნეირონები – დიდი უჯრედები, რომლებიც დაკავშირებულია სოციალურ კოგნიციასთან და ფრონტოთემპორალურ დემენციასთან, რომლებიც აქამდე არასდროს ყოფილა გენერირებული ცოცხალ ლაბორატორიულ მოდელში.sciencealert+1

დაავადების შესწავლის ახალი ფანჯარა

ქცევით ტესტებში, თაგვებმა, რომლებსაც ადამიანის ორგანოიდები გადაუნერგეს, სამუშაო მეხსიერების ლაბირინთის დავალება უფრო უკეთ შეასრულეს, ვიდრე მათ, ვისაც ტრანსპლანტაცია არ ჩატარებია და მიუახლოვდნენ ჩვეულებრივი თაგვების დონეს. დაბალი ჟანგბადის პირობებში – მდგომარეობა, რომელსაც თაგვები ჩვეულებრივ კარგად იტანენ, მაგრამ ადამიანებში შეიძლება გამოიწვიოს ცერებრალური დამბლა – ქსენოკორტიკალურმა თაგვებმა აჩვენეს ნერვული დაზიანება და სიარულის დარღვევები, რაც ადამიანისთვის დამახასიათებელ მოწყვლადობას იმეორებს.thetransmitter+3

"ფსიქიატრიაში კლინიკური კვლევების წარმატების ერთ-ერთი ყველაზე დაბალი მაჩვენებელია", – თქვა პაშკამ პრესკონფერენციაზე. "წამლები, რომლებიც ცხოველურ მოდელებში ძალიან კარგად მუშაობს, კლინიკაში დრამატულად მარცხდება. ეს გვეუბნება, რომ ჩვენ ბევრი ინფორმაცია გვაკლია ადამიანის ბიოლოგიის შესახებ".bbc

ეთიკური ასპექტები

მკვლევარებმა ხაზგასმით აღნიშნეს, რომ ეს არ არის თაგვები ადამიანის ტვინით. ცხოველებს უნარჩუნდებათ თაგვის სენსორული ორგანოები და სუბკორტიკალური სტრუქტურები, ხოლო გადანერგილ ქსოვილს არ გააჩნია სრულფასოვანი ადამიანის ქერქის ფენიანი არქიტექტურა. გუნდმა განზრახ დაასრულა ექსპერიმენტები მანამ, სანამ ადამიანის ნეირონები მიაღწევდნენ განვითარების იმ სტადიას, რომელიც ცნობიერების მარკერებთან არის დაკავშირებული.newscientist+2

მიუხედავად ამისა, გარე ექსპერტები ამბობენ, რომ ეს ნაშრომი ახალ ეთიკურ ტერიტორიას ხსნის. "ეს გვაყენებს ახალ ნაცრისფერ ზონებში, რომლებისთვისაც არ არსებობს მკაფიო ეთიკური სახელმძღვანელო მითითებები ან ნორმები", – თქვა დიუკის უნივერსიტეტის ბიოეთიკოსმა ნიტა ფარაჰანიმ, რომელიც კვლევაში არ მონაწილეობდა. ალენის ინსტიტუტის ჰონგკუი ზენმა გააფრთხილა, რომ მსგავსი პროცედურები უფრო დიდ, დიდხანს მცხოვრებ ცხოველებში ბევრად უფრო სერიოზულ შეშფოთებას გამოიწვევდა.npr

პაშკამ აღიარა დაძაბულობა, მაგრამ მიუთითა უმოქმედობის ფასზე. "ნევროლოგიური და ფსიქიატრიული დარღვევები ათიდან თითქმის ორ ადამიანს აწუხებს", – თქვა მან, "და ამ პირობების უმეტესობისთვის ჩვენ ჯერ კიდევ არ გვესმის ძირითადი ბიოლოგია საკმარისად კარგად ეფექტური მკურნალობის შესამუშავებლად".reuters