Studie zjistila, že se lidský mozek vyvíjí ze dvou samostatných orgánů, nikoli z jednoho

Lidský mozek není jediný orgán, jak se vědci dlouho domnívali. Studie publikovaná v pátek v časopise Nature Neuroscience výzkumným týmem vedeným Stanford Medicine odhaluje, že mozek se vyvíjí ze dvou samostatných populací progenitorových buněk, čímž vyvrací desetiletí trvající vědecký konsenzus, že celý orgán vzniká z jednoho prekurzoru.medicalxpress+1

Dva systémy, jeden orgán

Převládající model vývoje mozku předpokládal, že všechny oblasti mozku lze v raném embryonálním životě vysledovat ke společné progenitorové buňce. Nový výzkum tuto myšlenku vyvrací. Při práci s myšími embryi během gastrulace, tedy fáze, kdy tělo poprvé získává svůj tvar, tým identifikoval dvě vzájemně se vylučující populace progenitorových buněk. Jedna, exprimující gen Otx2, je předurčena stát se předním a středním mozkem, které ovládají jazyk, vědomí a abstraktní myšlení. Druhá, exprimující Gbx2, tvoří zadní mozek, který řídí dýchání, srdeční tep, spánek a polykání.sciencealert+1

Tyto dvě populace se nikdy nepřekrývají a jejich balení DNA, známé jako chromatin, se zásadně liší, což uzamyká každý typ buňky v jeho vývojové dráze. Poprvé jsme ukázali, že přední část mozku vzniká z úplně jiné progenitorové buňky než zadní část mozku, uvedl Kyle Loh, docent vývojové biologie na Stanfordu a hlavní autor studie.medicalxpress+1

Vědci potvrdili, že tento vzorec přesahuje rámec myší. Stejnou strukturu dvojího původu našli u kuřat, zebra rybiček, makaků a žaludovců, tedy druhů, které sdílejí společného předka, jenž podle odhadů žil zhruba před 550 miliony let. Náš výzkum naznačuje, že evoluce vzala dva existující nervové systémy a prostorově je spojila, řekl Loh.sciencealert+1

Od objevu k výzkumu nemocí

Zjištění řeší dlouhotrvající laboratorní hádanku. Vědci se desítky let snažili vypěstovat neurony zadního mozku in vitro, pravděpodobně proto, že začínali s progenitorovými buňkami určenými pro přední mozek. Předchozí pokusy o vytvoření neuronů zadního mozku se pravděpodobně snažily přimět progenitory předního a středního mozku, aby se staly buňkami zadního mozku, což podle naší studie není možné, uvedl spoluautor Rayyan Jokhai.streamlinefeed+1

S vybavením správným výchozím materiálem se týmu poprvé podařilo vygenerovat funkční lidské motorické neurony zadního mozku z pluripotentních kmenových buněk. Buňky vypěstované v laboratoři vykazovaly elektrickou aktivitu a proteiny charakteristické pro oblasti zadního mozku, které ovládají obličejové a polykací svaly. Tato schopnost otevírá nové cesty pro studium nemocí, které ničí neurony zadního mozku, včetně spinální svalové atrofie, což je hlavní genetická příčina úmrtí u dětí do jednoho roku, a amyotrofické laterální sklerózy.medicalxpress+1

Nyní máme model, abychom lépe porozuměli těmto ničivým nemocem a pracovali na regenerativních terapiích pro ně, řekl Jokhai. Toto je velmi vzrušující nová hranice ve výzkumu mozku.medicalxpress