Harvard holdt laboratoriedyrkede hjerneorganoider i live i fem år

Nevroforskere ved Harvard har holdt laboratoriedyrkede menneskelige hjerneorganoider i live i mer enn fem år, noe som tredobler den forrige rekorden og viser at disse miniatyrmodellene av hjernebarken kan gjenskape utviklingsforløpet til en levende menneskehjerne på en nøyaktig måte. Funnene, som ble publisert onsdag i Nature, åpner nye muligheter for å studere nevrologiske lidelser som oppstår senere i livet, og kan på sikt føre til terapier som involverer erstatning av syke hjerneceller.current.fas.harvard+1

En levende klokke i en skål

Studien, ledet av Paola Arlotta, professor i stamcelle- og regenerativ biologi ved Harvard, undersøkte 34 organoider, klumper på størrelse med pepperkorn som hver inneholder mer enn 1 million hjernebarkceller avledet fra menneskelige blodprøver. Sammen med tidligere arbeid samlet teamet data om 110 organoider og nesten 425 000 individuelle celler, og overvåket dem med enkeltcelle-RNA-sekvensering ved åtte tidspunkter mellom seks måneder og fem år.current.fas.harvard

Den forrige rekorden for den eldste hjerneorganoiden, rapportert i 2021 av forskere ved UCLA og Stanford, var 694 dager, altså i underkant av to år.kuwaittimes+1

Ved å bruke DNA-metylering som en "aldersklokke" fant forskerne at organoidene deres gjentok den samme molekylære utviklingssekvensen som er dokumentert i levende menneskehjerner under svangerskapet og de første leveårene. Nevroner etablerte forbindelser med hverandre og sendte elektriske signaler som organoidene opprettholdt i minst to år.medicalxpress

En "tidslomme" i utviklingen

I det Arlotta kalte et "galskap-eksperiment", blandet teamet celler som hadde utviklet seg i ett år med andre som bare var to uker gamle, og skapte en kimær organoide. Når de ble utsatt for kjemiske signaler, oppførte de yngre cellene seg normalt og produserte nevroner på tidlig stadium. Men de eldre cellene hoppet over dette og genererte umiddelbart nevroner på et senere stadium som normalt ville tatt måneder å utvikle.kuwaittimes

"Vi ble litt sjokkerte over resultatene," sa Arlotta. "Jeg liker å kalle dette en 'tidslomme' i utviklingen, de hopper over stadier."current.fas.harvard

Funnene indikerer at organoid-hjerneceller "registrerte tidens gang og beholder et minne om utviklingstrinnene som allerede er utført," ifølge artikkelen i Nature. Dette betyr ikke at organoider har minner i konvensjonell forstand, understreket Arlotta, men snarere at deres utviklingshistorie er "inngravert" på cellenivå.pubmed.ncbi.nlm.nih+1

Implikasjoner og begrensninger

Gjennombruddet kan hjelpe forskere med å studere hvordan lidelser som autisme og schizofreni oppstår og utvikler seg over tid, ettersom de fleste tidligere organoidstudier bare fanget opp de tidligste fasene av hjerneutviklingen. Arlotta spekulerte i at tidslomme-teknikken en dag kan brukes til å raskt generere spesifikke hjernecelle-typer for terapeutiske formål.kuwaittimes+1

Forskere er stort sett enige om at organoider ikke er i stand til bevissthet eller høyere hjernefunksjoner. Organoidene som ble brukt i denne studien har siden blitt destruert.kuwaittimes