Η επιτυχημένη ανάπτυξη «μίνι-εγκεφάλων» αποτελεί μια σημαντική ανακάλυψη στη σύγχρονη βιοϊατρική μηχανική και νευροεπιστήμη - Φωτογραφία: AI
Σε μια δημοσίευση στο περιοδικό Advanced Science , μια ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο Johns Hopkins (ΗΠΑ) ανέφερε ότι αυτά τα συσσωματώματα νευρικών κυττάρων εμφάνισαν επίπεδα δραστηριότητας παρόμοια με εκείνα ενός ανθρώπινου εμβρύου 40 ημερών. Αυτό ανοίγει νέες προοπτικές για τη θεραπεία νευρολογικών ασθενειών όπως η νόσος Πάρκινσον και η νόσος Αλτσχάιμερ.
Οι «τεχνητοί εγκέφαλοι» έρχονται όλο και πιο κοντά στην πραγματικότητα.
Γνωστά ως οργανοειδή του ανθρώπινου εγκεφάλου, αυτά τα κυτταρικά συμπλέγματα καλλιεργούνται από πολυδύναμα βλαστοκύτταρα, τα οποία έχουν την ικανότητα να διαφοροποιούνται σε διάφορες περιοχές του εγκεφάλου. Δεν έχουν συνείδηση, αλλά μπορούν να εκτελούν βασικές λειτουργίες όπως η μνήμη και η μάθηση.
Τα τελευταία χρόνια, χάρη στην ανάπτυξη της τρισδιάστατης τεχνολογίας, αυτά τα οργανοειδή όχι μόνο έχουν επιδείξει βιοηλεκτρική δραστηριότητα, αλλά μπορούν επίσης να ελέγχουν απλά ρομπότ ή ακόμα και να «παίζουν» βασικά βιντεοπαιχνίδια όπως το Pong, το οποίο κάποτε θεωρούνταν θαύμα στον τομέα της νευροβιολογίας.
Ωστόσο, μέχρι σήμερα, τα περισσότερα οργανοειδή που δημιουργούνται προσομοιώνουν μόνο μια συγκεκριμένη περιοχή του εγκεφάλου, όπως ο εγκεφαλικός φλοιός, ο μεσεγκέφαλος ή η παρεγκεφαλίδα, και δεν έχουν ακόμη αναπαράγει τον τρόπο με τον οποίο αυτές οι περιοχές του εγκεφάλου συντονίζουν τις λειτουργίες τους στην πραγματικότητα. Αν η επιστήμη θέλει να μελετήσει τις νευροαναπτυξιακές διαταραχές ή την ψυχιατρική, χρειάζεται μοντέλα που να αντιπροσωπεύουν ολόκληρο τον ανθρώπινο εγκέφαλο σε δράση.
Σύμφωνα με την ερευνήτρια Άνι Καθούρια, δεν μπορούμε να ζητήσουμε από κάποιον να μας επιτρέψει να παρατηρήσουμε τον εγκέφαλό του για να μελετήσουμε τον αυτισμό. Ωστόσο, τα οργανοειδή μοντέλα ολόκληρου του εγκεφάλου θα μπορούσαν να μας επιτρέψουν να παρακολουθούμε άμεσα την παθολογική διαδικασία, ελέγχοντας έτσι την αποτελεσματικότητα της θεραπείας και ακόμη και εξατομικεύοντας τα θεραπευτικά σχέδια.
Μετά από χρόνια πειραματισμού, η ομάδα της Καθούρια έγινε μία από τις πρώτες στον κόσμο που ανέπτυξε ένα πολυπεριοχικό οργανοειδές εγκεφάλου (MRBO). Αρχικά, καλλιέργησαν νευρώνες από διαφορετικές περιοχές του ανθρώπινου εγκεφάλου, μαζί με βασικά αιμοφόρα αγγεία, σε ξεχωριστά τρυβλία καλλιέργειας. Αυτές οι περιοχές στη συνέχεια συνδέθηκαν χρησιμοποιώντας έναν τύπο πρωτεΐνης «βιολογικής υπερκόλλας», επιτρέποντας στους ιστούς να συνδέονται και να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.
Ως αποτέλεσμα, οι περιοχές του εγκεφάλου αρχίζουν να παράγουν συγχρονισμένη ηλεκτρική δραστηριότητα, σχηματίζοντας ένα ενιαίο δίκτυο. Αξίζει να σημειωθεί ότι η ερευνητική ομάδα παρατήρησε επίσης την αρχική εμφάνιση του αιματοεγκεφαλικού φραγμού. Αυτό είναι το στρώμα κυττάρων που περιβάλλει τον εγκέφαλο και βοηθά στον έλεγχο των ουσιών που μπορούν να εισέλθουν στον εγκέφαλο.
Νέες ευκαιρίες στη θεραπεία νευρολογικών παθήσεων.
Αν και πολύ μικρότερο από έναν πραγματικό ανθρώπινο εγκέφαλο, κάθε MRBO περιέχει μόνο 6-7 εκατομμύρια νευρώνες σε σύγκριση με δεκάδες δισεκατομμύρια σε έναν ενήλικα. Ωστόσο, με περίπου το 80% των κυττάρων που χαρακτηρίζουν την πρώιμη εμβρυϊκή ανάπτυξη, αυτά τα μοντέλα προσφέρουν πρωτοφανείς ευκαιρίες για ανάλυση.
Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα του Johns Hopkins, τα MRBOs θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη δοκιμή φαρμάκων σε ανθρώπινα μοντέλα αντί για ζώα. Επί του παρόντος, το 85-90% των φαρμάκων αποτυγχάνουν σε κλινικές δοκιμές φάσης 1 και αυτό το ποσοστό φτάνει το 96% για φάρμακα που θεραπεύουν νευρολογικές παθήσεις, κυρίως επειδή οι προκλινικές μελέτες βασίζονται κυρίως σε ποντίκια ή άλλα ζωικά μοντέλα.
Η μετάβαση σε εξετάσεις MRBO θα μπορούσε να βοηθήσει στην επιτάχυνση της προόδου και στη βελτίωση των ποσοστών επιτυχίας.
«Η νόσος Αλτσχάιμερ, ο αυτισμός και η σχιζοφρένεια επηρεάζουν ολόκληρο τον εγκέφαλο, όχι μόνο μια συγκεκριμένη περιοχή. Αν κατανοήσουμε τι συμβαίνει στα πρώιμα στάδια ανάπτυξης του εγκεφάλου, ίσως μπορέσουμε να βρούμε εντελώς νέους θεραπευτικούς στόχους», δήλωσε η ερευνήτρια Άνι Καθούρια.
Οι ειδικοί θεωρούν αυτή την έρευνα μια σημαντική ανακάλυψη στη σύγχρονη βιοϊατρική μηχανική και νευροεπιστήμη. Από πολύπλοκα οργανοειδή μοντέλα, οι επιστήμονες μπορούν να προχωρήσουν προς την εξατομικευμένη διάγνωση και θεραπεία, όπου κάθε ασθενής έχει ένα μοναδικό μοντέλο εγκεφάλου που έχει κατασκευαστεί για να αξιολογεί με ακρίβεια τις επιδράσεις της φαρμακευτικής αγωγής.
Επιπλέον, οι μελλοντικές δυνατότητες περιλαμβάνουν διεπαφές εγκεφάλου-υπολογιστή, ακόμη και μια νέα κατεύθυνση για την τεχνητή νοημοσύνη που βασίζεται σε βιολογικά οργανοειδή.
Πηγή: https://tuoitre.vn/dot-pha-nuoi-cay-thanh-cong-nao-nguoi-thu-nho-20250729171444933.htm
Σχόλιο (0)