Harvardským vědcům se podařilo udržet laboratorně vypěstované mozkové organoidy naživu pět let

Harvardští neurovědci udrželi laboratorně vypěstované lidské mozkové organoidy naživu déle než pět let, čímž ztrojnásobili předchozí rekord a prokázali, že tyto miniaturní modely mozkové kůry dokážou věrně kopírovat vývojový časový rámec živého lidského mozku. Zjištění, publikovaná ve středu v časopise Nature, otevírají nové cesty pro studium neurologických poruch, které se objevují v pozdějším věku, a mohla by nakonec vést k terapiím zahrnujícím náhradu nemocných mozkových buněk.current.fas.harvard+1

Živé hodiny ve zkumavce

Studie, vedená Paolou Arlotta, profesorkou kmenových buněk a regenerativní biologie na Harvardu, zkoumala 34 organoidů – shluky o velikosti pepře, z nichž každý obsahoval více než 1 milion buněk mozkové kůry získaných z lidských krevních vzorků. V kombinaci s předchozí prací tým shromáždil data o 110 organoidech a téměř 425 000 jednotlivých buňkách, které monitoroval pomocí sekvenování RNA jednotlivých buněk v osmi časových bodech mezi šesti měsíci a pěti lety.current.fas.harvard

Předchozí rekord pro nejstarší mozkový organoid, ohlášený v roce 2021 výzkumníky z UCLA a Stanfordu, byl 694 dní, tedy o něco méně než dva roky.kuwaittimes+1

Pomocí DNA metylace jako „hodin stáří“ vědci zjistili, že jejich organoidy replikovaly stejnou molekulární vývojovou sekvenci, která byla zdokumentována u živých lidských mozků během gestace a prvních let života. Neurony navázaly vzájemná spojení a vysílaly elektrické signály, které organoidy udržovaly nejméně dva roky.medicalxpress

„Časový posun“ ve vývoji

V rámci experimentu, který Arlotta označila za bláznivý, tým smíchal buňky, které se vyvíjely rok, s jinými starými pouhé dva týdny, čímž vytvořil chimérický organoid. Při vystavení chemickým signálům se mladší buňky chovaly normálně a produkovaly neurony v raném stadiu. Starší buňky však přeskočily dopředu a okamžitě vytvořily neurony v pozdějším stadiu, jejichž vývoj by normálně trval měsíce.kuwaittimes

Výsledky nás trochu šokovaly, řekla Arlotta. Ráda tomu říkám časový posun ve vývoji, prostě přeskočí dopředu.current.fas.harvard

Zjištění naznačuje, že mozkové buňky v organoidech zaznamenaly plynutí času a uchovaly si paměť na již provedené vývojové kroky, uvádí článek v Nature. To neznamená, že by organoidy měly vzpomínky v konvenčním smyslu, zdůraznila Arlotta, ale spíše to, že jejich vývojová historie je vryta na buněčné úrovni.pubmed.ncbi.nlm.nih+1

Důsledky a omezení

Tento průlom by mohl vědcům pomoci studovat, jak poruchy, jako je autismus a schizofrenie, vznikají a postupují v čase, protože většina předchozích studií organoidů zachytila pouze nejranější fáze vývoje mozku. Arlotta spekulovala, že technika časového posunu by mohla být jednoho dne využita k rychlému generování specifických typů mozkových buněk pro terapeutické účely.kuwaittimes+1

Vědci se shodují, že organoidy nejsou schopny vědomí nebo vyšších mozkových funkcí. Organoidy použité v této studii byly následně zničeny.kuwaittimes