Amerikai kutatók jelentős tudományos áttörést értek el, amikor laboratóriumi körülmények között hét éven át sikeresen tartottak életben borsszemnyi agysejtcsomókat, azaz organoidokat. Ez a rekordidő lehetővé tette számukra, hogy megfigyeljék ezen mini agyszövetek öregedését, amely az emberi agy természetes idő múlásához hasonló folyamatokat mutatott. A felfedezés, amelyet a Nature folyóiratban publikáltak, rendkívüli potenciált rejt a különféle neurológiai betegségek és gyógyszerek hatásainak vizsgálatában, állatkísérletek mellőzésével.
A Harvard Egyetem kutatócsoportja érte el ezt az új rekordot, hét éven át fenntartva a laborban tenyésztett organoidok életképességét. A tanulmány részletesen bemutatja, hogy a szövetek folyamatosan változtak és értek, annak ellenére, hogy sosem képezték egy embrió vagy egy emberi test részét. Az organoidok sejtjei biológiai szinten megőrizték a már megtett fejlődési lépések "emlékét", ami nem tudatos emlékezést jelent, hanem a sejtek múltjának biológiai lenyomatát.
A kutatók az öregedő organoidok vizsgálatához három különböző, újonnan kifejlesztett genetikai "órát" alkalmaztak. Mindhárom módszer egyértelműen igazolta, hogy a szövetek az idő múlásával a normál agysejtekhez hasonlóan változtak és fejlődtek. Az eredmények további megerősítésére egy különleges kísérletet is végeztek, amelyben egyéves organoid sejteket kevertek össze mindössze kéthetes sejtekkel, egyfajta kimérát létrehozva.
Ebben a kiméra modellben a fiatalabb sejtek a szokásos ütemben fejlődtek, míg az idősebb sejtek meglepő módon átugrottak egy teljes fejlődési szakaszt. Ezáltal olyan neuronokat kezdtek termelni, amelyek normális esetben csak négy hónap elteltével jelennének meg. Ez a jelenség a fejlődési idő felgyorsulását eredményezte, ami a jövőben akár egyes agysejttípusok célzott fejlődésgyorsítására is alkalmazható lehet.
Az organoidokat világszerte őssejtekből növesztik a tudósok azzal a céllal, hogy feltárják az emberi agy működésének komplex rejtélyeit. Emellett kulcsfontosságú szerepet játszanak új gyógyszerek tesztelésében, elkerülve az állatkísérletek szükségességét. Ezek az apró szövetcsomók azonban korábban jellemzően csupán néhány hónapig maradtak életben, ami jelentősen korlátozta a kutatási lehetőségeket.
A korábbi rövid élettartam miatt az organoidok csupán az agy legkorábbi fejlődési szakaszaiba engedtek bepillantást, miközben az emberi agy teljes kifejlődése közel húsz évet vesz igénybe. Ez a korlát akadályozta a későbbi fejlődési stádiumok, az öregedési folyamatok, valamint a felnőttkori neurológiai rendellenességek mélyreható vizsgálatát.
A hosszú távon fenntartott organoidok forradalmasíthatják a neurológiai kutatásokat, különösen az olyan komplex rendellenességek megértésében, mint az autizmus vagy a szkizofrénia. Azáltal, hogy ezek a mini agyszövetek hosszabb ideig életképesek maradnak, a kutatók mostantól képesek lesznek megfigyelni a betegségek kialakulását és lefolyását hosszabb időtávon, valós időben.
A szakértők egyetértenek abban, hogy az organoidok nem rendelkeznek tudatos működéssel vagy más magasabb rendű agyi funkciókkal. Biológiai modellként, egyfajta "avatárként" szolgálnak az emberi agysejtek vizsgálatához, lehetővé téve a sejtszintű folyamatok, a génexpresszió és a gyógyszerhatások precíz elemzését biztonságos laboratóriumi környezetben.
Ez a technológia jelentősen hozzájárulhat a személyre szabott orvoslás fejlődéséhez is, mivel lehetővé teszi a gyógyszerek hatékonyságának és mellékhatásainak tesztelését egyedi páciensek sejtjeiből származó organoidokon. Így a kezelések sokkal pontosabban illeszthetők az egyéni biológiai jellemzőkhöz.
A kutatók nagy reményeket fűznek ahhoz, hogy a jövőben a felgyorsított fejlődés jelenségét felhasználva célzottan fejleszthetnek ki bizonyos agysejttípusokat. Ez új utakat nyithat a regeneratív gyógyászatban és a sérült agyszövetek helyreállításában.
A hosszú élettartamú organoidok lehetővé teszik az emberi agy fejlődésének és öregedésének eddig feltáratlan aspektusainak tanulmányozását. Ezáltal mélyebb betekintést nyerhetünk az idegrendszeri betegségek mechanizmusaiba és hatékonyabb terápiás stratégiák kidolgozásába. A kísérlethez felhasznált organoidokat a kutatás lezárása után megsemmisítették, ami a tudományos etika szigorú betartását jelzi.
📰 Forrás: Portfolio.hu — Eredeti cikk elolvasása