تصاویری از یک انقلاب شگفت‌انگیز در علم پزشکی

خبرآنلاین: دانشمندان با موفقیت خوشه‌هایی از نورون‌های انسانی را به مغز موش‌های تازه متولد شده پیوند زده‌اند، یک شاهکار شگفت‌انگیز از مهندسی بیولوژیکی که ممکن است مدل‌های واقعی‌تری را برای شرایط عصبی مانند اوتیسم ارائه دهد و به عنوان راهی برای بازیابی مغزهای آسیب دیده عمل کند.

در مطالعه‌ای که در روز چهارشنبه منتشر شد، محققان از استنفورد گزارش دادند که توده‌های سلول‌های انسانی، موسوم به "ارگانوئیدها" به میلیون‌ها نورون جدید تبدیل شده و خود را به سیستم عصبی جدید متصل می‌کنند. هنگامی که ارگانوئیدها به مغز موش‌ها متصل شدند، حیوانات می‌توانستند سیگنال‌های حسی را از سبیل خود دریافت کنند و به تولید سیگنال‌های فرمان برای هدایت حرکات کمک کنند.

دکتر سرجیو پاسکا، عصب‌شناس که این تحقیق را رهبری می‌کرد، گفت که او و همکارانش اکنون از نورون‌های پیوندی برای یادگیری در مورد بیولوژی زمینه‌ساز اوتیسم، اسکیزوفرنی و سایر اختلالات رشدی استفاده می‌کنند.

دکتر پاسکا گفت: «اگر واقعاً بخواهیم با زیست‌شناسی این شرایط مقابله کنیم، به مدل‌های پیچیده‌تری از مغز انسان نیاز داریم.»

در سال 2009، پس از آموزش پزشکی در رومانی، دکتر پاسکا به عنوان محقق فوق دکترا به دانشگاه استنفورد پیوست تا نحوه ایجاد نورون های انسانی در یک ظرف را بیاموزد. او و همکارانش سلول های پوستی داوطلبان را گرفتند و آنها را در مواد شیمیایی غسل دادند حالا آنها بیشتر شبیه سلول های جنینی بودند که می توانند به هر بافتی در بدن تبدیل شوند.

با افزودن مواد شیمیایی بیشتر، محققان سلول ها را تشویق کردند تا به نورون تبدیل شوند.

دکتر پاسکا و همکارانش دوباره آزمایش مشابهی را انجام دادند و این بار از سلول‌های پوست افراد مبتلا به سندرم تیموتی استفاده کردند، شکل نادری از اوتیسم که ناشی از یک جهش است که منجر به مشکلات جدی قلبی و همچنین اختلال در مهارت‌های زبانی و اجتماعی می‌شود.

رشد نورون های سندرم تیموتی در یک ظرف، دکتر پاسکا توانست تعدادی از تفاوت ها را بین آنها و نورون های معمولی ببیند. آنها مقادیر بیشتری از مواد شیمیایی سیگنال دهنده مانند دوپامین را تولید کردند.

اما بررسی سلول های منفرد می تواند تنها تعداد محدودی از سرنخ ها را در مورد این بیماری آشکار کند. دکتر پاسکا مشکوک بود که می تواند با مطالعه هزاران نورون که در مدارهایی به نام ارگانوئیدهای مغزی به هم متصل شده اند، اطلاعات بیشتری کسب کند.

یک دستورالعمل شیمیایی جدید به دکتر پاسکا این امکان را داد تا شرایط داخل مغز در حال رشد را تقلید کند.

در مطالعه بعدی، او و همکارانش سه ارگانوئید را به هم متصل کردند: یکی از قشر مغز، دیگری از نخاع و یک سوم از سلول های عضلانی. تحریک ارگانوئید قشر باعث انقباض سلول های عضلانی شد.

دانشمندان شروع به قرار دادن ارگانوئیدها در مغزهای زنده کردند. در سال 2018، فرد گیج، عصب شناس و همکارانش در موسسه مطالعات بیولوژیکی سالک، ارگانوئیدهای مغز انسان را به مغز موش های بالغ پیوند زدند. نورون‌های انسانی همچنان به بلوغ می‌رسند، زیرا مغز موش رگ‌های خونی آن‌ها را تامین می‌کرد.