Průlom: Úspěšně kultivované miniaturní lidské mozky

Američtí vědci právě dosáhli průlomu tím, že úspěšně vyvinuli „mini mozky“ s plně funkčními oblastmi lidského mozku, což pomáhá simulovat téměř veškerou nervovou aktivitu.

Úspěšný vývoj „mini mozků“ je významným krokem vpřed v moderním biomedicínském inženýrství a neurovědě – Foto: AI

V publikaci v časopise Advanced Science uvedl výzkumný tým z Univerzity Johnse Hopkinse (USA), že tyto shluky nervových buněk vykazují stejnou úroveň aktivity jako 40 dní starý lidský plod. To otevírá nové perspektivy pro léčbu neurologických onemocnění, jako je Parkinsonova a Alzheimerova choroba.

„Umělé mozky“ se blíží realitě

Tyto shluky buněk, nazývané organoidy lidského mozku, jsou kultivovány z pluripotentních kmenových buněk, které mají schopnost diferencovat se do různých oblastí mozku. Nejsou vědomé, ale mohou vykonávat základní funkce, jako je paměť a učení.

V posledních letech, díky rozvoji 3D technologií, mohou tyto organoidy nejen demonstrovat bioelektrickou aktivitu, ale také ovládat jednoduché roboty, nebo dokonce „hrát“ základní videohry jako Pong, který byl kdysi v oblasti neurobiologie považován za zázrak.

Většina vytvořených organoidů však doposud simulovala pouze určitou oblast mozku, jako je mozková kůra, střední mozek nebo mozeček, ale nereprodukovala způsob, jakým oblasti mozku koordinují aktivity tak, jak je tomu ve skutečnosti. Pokud chceme studovat neurovývojové nebo psychiatrické poruchy, věda potřebuje model, který reprezentuje celý lidský mozek v akci.

Podle výzkumnice Annie Kathuria nemůžeme po člověku chtít, abychom se podívali na jeho mozek, abychom mohli studovat autismus. Modely organoidů celého mozku by nám však mohly umožnit přímo sledovat průběh onemocnění, a tím testovat účinnost léčby a dokonce i personalizovat léčebné režimy.

Po letech experimentování se Kathuriův tým stal jedním z prvních na světě , kdo vyvinul multiregionální mozkové organoidy (MRBO). Nejprve kultivovali neurony z různých oblastí lidského mozku spolu s jejich podkladovými cévami v oddělených kultivačních miskách. Tyto oblasti byly poté spojeny pomocí proteinu „bio-superlepidla“, který umožňuje tkáním propojení a vzájemnou interakci.

V důsledku toho začaly oblasti mozku produkovat synchronizovanou elektrickou aktivitu a vytvářet jednotnou síť. Výzkumný tým také zaznamenal počáteční výskyt hematoencefalické bariéry. To je vrstva buněk obklopující mozek, která pomáhá kontrolovat látky, které se do mozku mohou dostat.

Nové možnosti v léčbě neurologických onemocnění

Ačkoli je MRBO mnohem menší než skutečný lidský mozek, obsahuje pouze 6–7 milionů neuronů ve srovnání s desítkami miliard u dospělého. Vzhledem k tomu, že přibližně 80 % buněk je charakteristických pro raný vývoj plodu, tyto modely nabízejí nebývalé analytické možnosti.

Podle týmu z Univerzity Johnse Hopkinse by se MRBO mohl použít k testování léků na lidských modelech místo na zvířatech. V současné době selhává v klinických studiích fáze 1 85–90 % léků a u léků k léčbě neurologických onemocnění dosahuje tato míra až 96 %, a to především proto, že preklinická studie se do značné míry spoléhají na myši nebo jiné zvířecí modely.

Přechod na testování MRBO může pomoci urychlit pokrok a zlepšit míru úspěšnosti.

„Alzheimerova choroba, autismus a schizofrenie postihují celý mozek, nejen jednu jeho oblast. Pokud pochopíme, co se děje v raných fázích vývoje mozku, můžeme najít zcela nové cíle pro léčbu,“ uvedla výzkumnice Annie Kathuria.

Odborníci tvrdí, že výzkum je významným krokem vpřed v moderním biomedicínském inženýrství a neurovědě. Od komplexních modelů organoidů se vědci mohou posunout do fáze personalizované diagnostiky a léčby, kde má každý pacient vytvořený vlastní model mozku pro přesné testování účinků léků.

Kromě toho budoucí potenciál zahrnuje rozhraní mezi mozkem a počítačem a dokonce i nový směr umělé inteligence založený na biologických organoidech.

Zpět k tématu

MINH HAI

Zdroj: https://tuoitre.vn/dot-pha-nuoi-cay-thanh-cong-nao-nguoi-thu-nho-20250729171444933.htm