A „miniagyak” sikeres kifejlesztése jelentős előrelépés a modern biomedicinális mérnöki tudományokban és az idegtudományban – Fotó: AI
Az Advanced Science folyóiratban megjelent publikációban a Johns Hopkins Egyetem (USA) kutatócsoportja kijelentette, hogy ezek az idegsejtcsoportok ugyanolyan aktivitási szintet mutatnak, mint egy 40 napos emberi magzat. Ez új távlatokat nyit az olyan neurológiai betegségek kezelésében, mint a Parkinson-kór és az Alzheimer-kór.
A „mesterséges agyak” egyre közelebb kerülnek a valósághoz
Ezeket az emberi agy organoidjainak nevezett sejtcsoportokat pluripotens őssejtekből tenyésztik, amelyek képesek az agy különböző régióivá differenciálódni. Nem tudatosak, de alapvető funkciókat tudnak ellátni, mint például a memória és a tanulás.
Az utóbbi években a 3D-s technológia fejlődésének köszönhetően ezek az organoidok nemcsak bioelektromos aktivitást tudnak mutatni, hanem egyszerű robotokat is tudnak irányítani, vagy akár olyan alapvető videojátékokat is „játszani”, mint a Pong, amelyet egykor csodának tartottak a neurobiológia területén.
Azonban a legtöbb létrehozott organoid eddig csak egy bizonyos agyterületet, például az agykérget, a középagyat vagy a kisagyat szimulálta, de nem reprodukálta azt, ahogyan az agyterületek a tevékenységeket a valóságban koordinálják. Ha neurofejlődési vagy pszichiátriai rendellenességeket akarunk tanulmányozni, a tudománynak olyan modellre van szüksége, amely az egész emberi agyat működés közben reprezentálja.
Annie Kathuria kutató szerint nem kérhetjük meg senkitől, hogy az autizmus tanulmányozása során megvizsgáljuk az agyát. Az egész agyat lefedő organoid modellek azonban lehetővé tehetik számunkra a betegség folyamatának közvetlen monitorozását, ezáltal tesztelve a kezelések hatékonyságát, sőt, akár személyre szabva a kezelési rendeket is.
Évekig tartó kísérletezés után Kathuria csapata a világon az elsők között fejlesztett ki több régióból álló agyi organoidokat (MRBO-kat). Először az emberi agy különböző régióiból származó neuronokat tenyésztettek különálló tenyésztőcsészékben, az alattuk lévő erekkel együtt. Ezeket a régiókat ezután egy „bio-szuperragasztó” fehérje segítségével kötötték össze, amely lehetővé teszi a szövetek összekapcsolódását és kölcsönhatását egymással.
Ennek eredményeként az agyterületek szinkronizált elektromos aktivitást kezdtek produkálni, egységes hálózatot alkotva. Figyelemre méltó, hogy a kutatócsoport a vér-agy gát kezdeti megjelenését is feljegyezte. Ez az agyat körülvevő sejtek rétege, amely segít szabályozni az agyba jutó anyagokat.
Új lehetőségek a neurológiai betegségek kezelésében
Bár jóval kisebb, mint egy valódi emberi agy, minden MRBO mindössze 6-7 millió neuront tartalmaz, szemben a felnőttek több tízmilliárdjával. Azonban a korai magzati fejlődésre jellemző sejtek körülbelül 80%-ával ezek a modellek példátlan analitikai lehetőségeket kínálnak.
A Johns Hopkins csapata szerint az MRBO felhasználható lenne gyógyszerek emberi modellekben történő tesztelésére állatok helyett. Jelenleg a gyógyszerek 85-90%-a kudarcot vall az 1. fázisú klinikai vizsgálatokban, és ez az arány a neurológiai betegségek kezelésére szolgáló gyógyszerek esetében akár a 96%-ot is elérheti, nagyrészt azért, mert a preklinikai vizsgálatok nagymértékben támaszkodnak egerekre vagy más állatmodellekre.
Az MRBO tesztelésre való áttérés felgyorsíthatja a haladást és javíthatja a sikerességi arányokat.
„Az Alzheimer-kór, az autizmus és a skizofrénia mind az egész agyat érinti, nem csak egyetlen régiót. Ha megértjük, mi történik az agyfejlődés korai szakaszában, teljesen új kezelési célpontokat találhatunk” – mondta Annie Kathuria kutató.
A szakértők szerint a kutatás jelentős előrelépést jelent a modern biomedicinális mérnöki tudományokban és az idegtudományban. A komplex organoid modellektől a tudósok áttérhetnek a személyre szabott diagnózis és kezelés szakaszára, ahol minden beteghez saját agymodellt építenek a gyógyszerek hatásainak pontos tesztelésére.
Ezenkívül a jövőbeli lehetőségek közé tartoznak az agy-számítógép interfészek, sőt, a biológiai organoidokon alapuló mesterséges intelligencia új iránya is.
Forrás: https://tuoitre.vn/dot-pha-nuoi-cay-thanh-cong-nao-nguoi-thu-nho-20250729171444933.htm
Hozzászólás (0)