Harvard har hållit lab-odlade hjärnorganoider vid liv i fem år

Neuroforskare vid Harvard har hållit lab-odlade mänskliga hjärnorganoider vid liv i mer än fem år, vilket tredubblar det tidigare rekordet och visar att dessa miniatyrmodeller av hjärnbarken troget kan replikera utvecklingstidslinjen för en levande mänsklig hjärna. Resultaten, som publicerades på onsdagen i Nature, öppnar nya vägar för att studera neurologiska sjukdomar som uppstår senare i livet och kan i förlängningen leda till terapier som innebär ersättning av sjuka hjärnceller.current.fas.harvard+1

En levande klocka i en skål

Studien, ledd av Paola Arlotta, professor i stamcells- och regenerativ biologi vid Harvard, undersökte 34 organoider, klumpar stora som pepparkorn som vardera innehåller mer än 1 miljon hjärnbarksceller härledda från mänskliga blodprover. Tillsammans med tidigare arbete samlade teamet in data om 110 organoider och nästan 425 000 enskilda celler, och övervakade dem med encellig RNA-sekvensering vid åtta tidpunkter mellan sex månader och fem år.current.fas.harvard

Det tidigare rekordet för den äldsta hjärnorganoiden, som rapporterades 2021 av forskare vid UCLA och Stanford, var 694 dagar, alltså strax under två år.kuwaittimes+1

Genom att använda DNA-metylering som en "åldersklocka" fann forskarna att deras organoider replikerade samma molekylära utvecklingssekvens som dokumenterats i levande mänskliga hjärnor under fosterstadiet och de första levnadsåren. Neuroner etablerade kopplingar med varandra och avfyrade elektriska signaler som organoiderna upprätthöll i minst två år.medicalxpress

En "tidsloop" i utvecklingen

I vad Arlotta kallade ett "galet experiment" blandade teamet celler som utvecklats i ett år med andra som bara var två veckor gamla, vilket skapade en kimär organoid. När de utsattes för kemiska signaler betedde sig de yngre cellerna normalt och producerade tidiga neuroner. Men de äldre cellerna hoppade framåt och genererade omedelbart neuroner i ett senare skede som normalt skulle ha tagit månader att uppstå.kuwaittimes

"Vi blev lite chockade av resultaten", sa Arlotta. "Jag gillar att kalla detta en 'tidsloop' i utvecklingen, de hoppar framåt."current.fas.harvard

Resultatet tyder på att organoidens hjärnceller "registrerade tidens gång och behåller ett minne av de utvecklingssteg som redan utförts", enligt artikeln i Nature. Detta betyder inte att organoider har minnen i konventionell mening, betonade Arlotta, utan snarare att deras utvecklingshistoria är "ingraverad" på cellnivå.pubmed.ncbi.nlm.nih+1

Implikationer och begränsningar

Genombrottet kan hjälpa forskare att studera hur sjukdomar som autism och schizofreni uppstår och fortskrider över tid, eftersom de flesta tidigare organoidstudier bara fångat de tidigaste faserna av hjärnans utveckling. Arlotta spekulerade i att tidsloop-tekniken en dag skulle kunna användas för att snabbt generera specifika hjärncellstyper för terapeutiska ändamål.kuwaittimes+1

Forskare är allmänt överens om att organoider inte är kapabla till medvetande eller högre hjärnfunktioner. Organoiderna som användes i denna studie har sedan dess förstörts.kuwaittimes