Από την Αθηνά Γκόρου
Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Johns Hopkins ανέπτυξαν έναν καινοτόμο οργανοειδή εγκέφαλο που μιμείται ολόκληρο τον ανθρώπινο εγκέφαλο, με πλήρη αιμοφόρα αγγεία και νευρική δραστηριότητα. Αυτή η νέα τεχνολογία μπορεί να φέρει επανάσταση στην έρευνα για ψυχιατρικές και νευροαναπτυξιακές διαταραχές, όπως η σχιζοφρένεια, ο αυτισμός και το Αλτσχάιμερ, δίνοντας τη δυνατότητα παρακολούθησης της ανάπτυξης αυτών των καταστάσεων σε πραγματικό χρόνο και την αξιολόγηση θεραπειών σε εργαστηριακές συνθήκες που δεν ήταν εφικτές με τα μοντέλα ζώων.
Έρευνα:
Οι επιστήμονες του Johns Hopkins, υπό την καθοδήγηση της Annie Kathuria, ανέπτυξαν έναν καινοτόμο οργανοειδή, ο οποίος μιμείται ολόκληρο τον ανθρώπινο εγκέφαλο, περιλαμβάνοντας πολλαπλές περιοχές του εγκεφάλου που συνδέονται και λειτουργούν μαζί, όπως συμβαίνει στον πραγματικό εγκέφαλο. Αυτός ο μικρός αναπαραστατικός εγκέφαλος, περιλαμβάνει νευρικούς ιστούς από διαφορετικές περιοχές του ανθρώπινου εγκεφάλου, καθώς και πρωτόγονα αιμοφόρα αγγεία. Αυτή η καινοτομία επιτρέπει τις περιοχές του εγκεφάλου να συνδέονται και να παράγουν ηλεκτρική δραστηριότητα, προσομοιώνοντας την πρώιμη ανάπτυξή του. Αυτή η ανάπτυξη δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Advanced Science και αποτελεί σημαντικό βήμα για την κατανόηση των διαταραχών που επηρεάζουν τον εγκέφαλο στο σύνολό του, όπως η σχιζοφρένεια, ο αυτισμός και το Αλτσχάιμερ.
Διαδικασία Καλλιέργειας:
Για τη δημιουργία του οργανοειδούς, η ομάδα των ερευνητών άρχισε με την καλλιέργεια νευρικών κυττάρων από διάφορες περιοχές του εγκεφάλου και πρωτόγονων μορφών αιμοφόρων αγγείων σε ξεχωριστούς δίσκους εργαστηρίου. Στη συνέχεια, ένωσαν αυτά τα μέρη χρησιμοποιώντας πρωτεΐνες που λειτουργούν ως βιολογική κόλλα, επιτρέποντας στα ιστούς να συνδεθούν και να αρχίσουν να αναπτύσσουν ηλεκτρική δραστηριότητα. Ο οργανοειδής εγκέφαλος παράγει ηλεκτρικά σήματα και ανταποκρίνεται ως δίκτυο, προσομοιώνοντας την ανάπτυξη του ανθρώπινου εγκεφάλου κατά την 40η ημέρα εμβρυϊκής ανάπτυξης.
Αποτελέσματα και Εφαρμογές:
Ο “πολυ-περιοχής οργανοειδής εγκέφαλος” παρέχει μια μοναδική πλατφόρμα για τη μελέτη της ανάπτυξης του εγκεφάλου σε ανθρώπους. Οι ερευνητές παρατήρησαν επίσης τη δημιουργία ενός πρώιμου φραγμού αίματος-εγκεφάλου, που ελέγχει ποια μόρια μπορούν να περάσουν στον εγκέφαλο. Αυτή η ανακάλυψη είναι ιδιαίτερα χρήσιμη για την κατανόηση νευροαναπτυξιακών και ψυχιατρικών διαταραχών, καθώς επιτρέπει την παρακολούθηση αυτών των καταστάσεων σε πραγματικό χρόνο και την αξιολόγηση θεραπειών με πιο ακριβή τρόπο από τα παραδοσιακά μοντέλα ζώων.
Μελλοντικές Προοπτικές:
Η Kathuria αναφέρει ότι η χρήση αυτών των οργανοειδών εγκέφαλων για την αξιολόγηση πειραματικών φαρμάκων μπορεί να βελτιώσει την επιτυχία των κλινικών δοκιμών, καθώς τα περισσότερα φάρμακα αποτυγχάνουν στη φάση 1 των κλινικών δοκιμών. Τα οργανοειδή εγκεφάλου, που μοιάζουν πιο πολύ με την φυσική ανάπτυξη του ανθρώπινου εγκεφάλου, ενδέχεται να είναι πιο αποτελεσματικά ως υποκείμενα δοκιμών από τα ζώα. Αυτή η νέα τεχνολογία ανοίγει νέους δρόμους για τη μελέτη και τη θεραπεία των νευροψυχιατρικών διαταραχών, ενισχύοντας τις πιθανότητες εύρεσης νέων θεραπειών και διαγνωστικών εργαλείων.
Για περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να ανατρέξετε στη σχετική έρευνα:
Anannya Kshirsagar, Hayk Mnatsakanyan, Sai Kulkarni, John Guo, Kai Cheng, Luke Daniel Ofria, Oce Bohra, Ram Sagar, Vasiliki Mahairaki, Christian E Badr, Annie Kathuria. Multi‐Region Brain Organoids Integrating Cerebral, Mid‐Hindbrain, and Endothelial Systems. Advanced Science, 2025; DOI: 10.1002/advs.202503768