Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ και το Broad Institute στη Μασαχουσέτη κατάφεραν να διατηρήσουν ανθρώπινα εγκεφαλικά οργανοειδή, γνωστά και ως «μίνι εγκέφαλοι», ζωντανά στο εργαστήριο για σχεδόν έξι χρόνια.
Πρόκειται για τη μεγαλύτερη διάρκεια ζωής που έχει καταγραφεί μέχρι σήμερα για τέτοιου είδους οργανοειδή, ξεπερνώντας κατά πολύ το προηγούμενο ρεκόρ των 694 ημερών. Μάλιστα, οι ερευνητές αναφέρουν ότι ορισμένα από τα οργανοειδή που δημιούργησαν έχουν πλέον φτάσει τα επτά χρόνια ζωής. Το σημαντικότερο, ωστόσο, δεν είναι μόνο η διάρκεια. Η μελέτη έδειξε ότι οι μικροσκοπικοί αυτοί σχηματισμοί συνέχισαν να αναπτύσσονται και να ωριμάζουν, παρουσιάζοντας αλλαγές που παραπέμπουν στην ανάπτυξη του ανθρώπινου εγκεφάλου.
Τι είναι οι «μίνι εγκέφαλοι»
Τα εγκεφαλικά οργανοειδή είναι μικροσκοπικές, τρισδιάστατες ομάδες κυττάρων που καλλιεργούνται στο εργαστήριο και χρησιμοποιούνται ως μοντέλα για τη μελέτη πραγματικών οργάνων. Στην περίπτωση των εγκεφαλικών οργανοειδών, πρόκειται για μικροσκοπικές «μπάλες» νευρικού ιστού που μπορούν να αναπτύσσονται, να δημιουργούν συνδέσεις μεταξύ των κυττάρων τους και να μεταδίδουν ηλεκτρικά σήματα. Μέχρι σήμερα, τέτοια οργανοειδή συνήθως διατηρούνταν για μερικές εβδομάδες ή μήνες, η νέα μελέτη, όμως, δείχνει ότι μπορούν να επιβιώσουν για χρόνια και να συνεχίσουν να μεταβάλλονται.
Για να διαπιστώσουν τι συνέβαινε με την πάροδο του χρόνου, οι ερευνητές εξέτασαν την έκφραση των γονιδίων, τις χημικές τροποποιήσεις του γονιδιώματος και τη δομή των κυττάρων. Παρατήρησαν την εμφάνιση και την ωρίμανση νευρώνων, καθώς και τη δημιουργία γλοιακών κυττάρων, τα οποία παίζουν σημαντικό ρόλο στην προστασία και τη μόνωση των νευρώνων. Οι νευρώνες δημιούργησαν επίσης σταθερές συνδέσεις μεταξύ τους και παρουσίασαν χαρακτηριστικά μοτίβα ηλεκτρικής δραστηριότητας, τα οποία παρέμειναν για τουλάχιστον δύο χρόνια.
Το γεγονός ότι όλα αυτά συνέβησαν σε έναν απλοποιημένο εργαστηριακό ιστό, χωρίς σώμα και χωρίς τα υπόλοιπα συστήματα με τα οποία αλληλεπιδρά ένας φυσιολογικός εγκέφαλος, εξέπληξε τους επιστήμονες. «Δεν γνωρίζαμε πόσο μακριά θα μπορούσε να φτάσει η ανάπτυξη και η ωρίμανση του ανθρώπινου εγκεφαλικού ιστού έξω από το φυσιολογικό περιβάλλον του εγκεφάλου», δήλωσε η Paola Arlotta, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης και καθηγήτρια στο Χάρβαρντ.
Τα κύτταρα φαίνεται να «θυμούνται» την ηλικία τους
Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα πειράματα αφορούσε τη μεταφορά νευρώνων από παλαιότερα οργανοειδή σε νεότερα. Οι ερευνητές πήραν κύτταρα από ώριμα «μίνι εγκεφάλους» και τα τοποθέτησαν σε νεότερα οργανοειδή. Παρά το νέο περιβάλλον, τα κύτταρα συνέχισαν να αναπτύσσονται σαν να βρίσκονταν ακόμη στο αρχικό, μεγαλύτερο σε ηλικία οργανοειδές.
Μέσα σε μόλις δύο εβδομάδες άρχισαν να παράγουν τύπους κυττάρων που κανονικά εμφανίζονται έπειτα από δύο έως τρεις μήνες ανάπτυξης. Το εύρημα υποδηλώνει ότι τα κύτταρα διατηρούν ένα είδος «ιστορικού» της αναπτυξιακής τους πορείας και φαίνεται να γνωρίζουν σε ποιο στάδιο βρίσκονται, ανεξάρτητα από την ηλικία των κυττάρων γύρω τους. «Ήμασταν λίγο σοκαρισμένοι από τα αποτελέσματα», ανέφερε η Arlotta.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η συμπεριφορά αυτή μπορεί να υποδεικνύει την ύπαρξη ενός εσωτερικού κυτταρικού «ρολογιού» που καταγράφει τον χρόνο ανάπτυξης. Με άλλα λόγια, τα κύτταρα φαίνεται να διατηρούν πληροφορίες για το πόσο καιρό έχουν ήδη αναπτυχθεί και να συνεχίζουν την πορεία τους ακόμη και όταν μεταφέρονται σε διαφορετικό περιβάλλον. «Μου αρέσει να το σκέφτομαι ως ένα είδος "παραμόρφωσης του αναπτυξιακού χρόνου"», εξήγησε η Arlotta, σημειώνοντας ότι τα κύτταρα φαίνεται να καταγράφουν και να θυμούνται τον χρόνο που έχουν ήδη περάσει σε καλλιέργεια.
Τι μπορεί να σημαίνει η ανακάλυψη
Οι επιστήμονες δεν ενδιαφέρονται, σύμφωνα με τη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Nature, απλώς να δημιουργήσουν οργανοειδή που θα ζουν όλο και περισσότερο. Η μεγαλύτερη διάρκεια ζωής μπορεί να τους επιτρέψει να μελετήσουν πολύ πιο προχωρημένα στάδια ανάπτυξης του ανθρώπινου εγκεφάλου. Παράλληλα, τα μοντέλα αυτά θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν στην έρευνα ασθενειών, στην ανάπτυξη νέων θεραπειών και στη βιοϊατρική.
Το επόμενο μεγάλο ζητούμενο είναι να βρεθούν τρόποι ώστε τα οργανοειδή να φτάνουν σε ώριμα στάδια ταχύτερα, καθώς σήμερα απαιτούνται χρόνια για να παρατηρηθούν οι πιο προχωρημένες αλλαγές. «Μπορούμε να ανοίξουμε ένα ολόκληρο φάσμα ανθρώπινης βιολογίας του εγκεφάλου που δεν μπορούσαμε να δούμε προηγουμένως», ανέφερε η Arlotta.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου
ΤΑ ΣΧΟΛΙΑ ΑΝΑΡΤΩΝΤΑΙ ME ΜΙΚΡΗ ΚΑΘΥΣΤΕΡΗΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΟΠΙΝ ΕΛΕΓΧΟΥ