Stanfordin tutkijat siirsivät laboratorioissa kasvatettua ihmisen aivokudosta hiiriin

Stanfordin yliopiston tutkijat ovat siirtäneet laboratorioissa kasvatettua ihmisen aivokudosta hiiriin, joiden aivokuori oli geneettisesti poistettu. Tuloksena syntyi hybridihiiriä, joiden aivojen tilavuudesta noin puolet on ihmisperäistä. Tutkijoiden mukaan edistysaskel voi mullistaa psykiatristen ja hermoston kehitykseen liittyvien häiriöiden tutkimuksen.

Nature-lehdessä keskiviikkona julkaistu tutkimus kuvaa, kuinka neurotieteilijä Sergiu Pașcan johtama ryhmä kasvatti ihmisen aivokuoren neuroneista kolmiulotteisia organoideja ohjelmoiduista ihosoluista. Nämä siirrettiin vastasyntyneisiin hiiriin, joiden aivokuori ja hippokampus oli poistettu kehityksen aikana. Kolmen kuukauden kuluessa ihmiskudos laajeni muodostaen yli 90 prosenttia aivokuoren tilavuudesta ja loi toimivia yhteyksiä hiiren hermostoon aina selkäytimeen asti.reuters+3

Miten se toimii

Tutkijat kutsuvat tuloksena syntyneitä eläimiä xenocortical-hiiriksi. Aiemmat yritykset siirtää ihmisen neuroneita jyrsijöiden aivoihin epäonnistuivat, koska ihmisen neuronit kehittyvät noin 20 kertaa hitaammin kuin hiiren neuronit, eivätkä ne pystyneet kilpailemaan tilasta. Poistamalla geneettisesti hiiren aivokuoren muodostavat solut, Pașcan tiimi antoi ihmiskudokselle tilaa ja aikaa kasvaa.npr

"Hiiren aivokuoren viemä tila mahdollisti ihmisen aivokuoren organoidien siirron pian syntymän jälkeen ja antoi ihmiskudokselle tilaa kasvaa laajasti", Pașca totesi. Vaikka hiiriltä puuttui noin puolet aivojen tilavuudesta, ne olivat yllättävän toimintakykyisiä ennen siirtoa, mikä kertoo aivojen kehityksen plastisuudesta.iflscience+1

Siirteet tuottivat myös harvinaisia von Economo -neuroneita, jotka liittyvät sosiaaliseen kognitioon ja otsa-ohimolohkorappeumaan, eikä niitä ole aiemmin pystytty tuottamaan elävässä laboratoriotutkimusmallissa.sciencealert+1

Uusi ikkuna sairauksiin

Käyttäytymistesteissä hiiret, joille oli siirretty ihmisen organoideja, suoriutuivat muistitehtävistä paremmin kuin ne, joille siirtoa ei ollut tehty, lähestyen normaalien hiirten tasoa. Kun hiiret altistettiin vähähappisuudelle, joka voi ihmisillä aiheuttaa aivovaurioita, xenocortical-hiirissä havaittiin hermovaurioita ja liikkumisen häiriöitä, mikä jäljittelee ihmiselle tyypillistä haavoittuvuutta.thetransmitter+3

"Psykiatriassa on yksi alhaisimmista onnistumisprosenteista kliinisissä kokeissa", Pașca sanoi lehdistötilaisuudessa. "Lääkkeet, jotka näyttävät toimivan hyvin eläinmalleissa, epäonnistuvat kliinisissä kokeissa. Se kertoo meille, että meiltä puuttuu paljon tietoa ihmisen biologiasta".bbc

Eettinen maasto

Tutkijat korostivat, etteivät nämä ole hiiriä, joilla on ihmisen aivot. Eläimillä on edelleen hiiren aistielimet ja aivokuoren alaiset rakenteet, ja siirretystä kudoksesta puuttuu kypsän ihmisen aivokuoren kerroksellinen rakenne. Ryhmä lopetti kokeet tietoisesti ennen kuin ihmisen neuronit saavuttivat tietoisuuteen liittyvän kehitysvaiheen.newscientist+2

Silti ulkopuoliset asiantuntijat totesivat työn avaavan uutta eettistä maastoa. "Tämä vie meidät uusille harmaalle alueille, joille ei ole selkeitä eettisiä ohjeita tai normeja", sanoi Duken yliopiston bioeetikko Nita Farahany, joka ei ollut mukana tutkimuksessa. Allen Instituten Hongkui Zeng varoitti, että vastaavat toimenpiteet suuremmilla ja pidempään elävillä eläimillä herättäisivät huomattavasti vakavampia huolia.npr

Pașca tunnusti jännitteen, mutta viittasi toimettomuuden hintaan. "Neurologiset ja psykiatriset häiriöt vaikuttavat lähes joka viidenteen ihmiseen", hän sanoi, "ja monien näiden sairauksien kohdalla emme vieläkään ymmärrä taustalla olevaa biologiaa riittävän hyvin kehittääksemme tehokkaita hoitoja".reuters