Áttörés: Sikeresen tenyésztettek miniatűr emberi agyat

Amerikai kutatók áttörést értek el azzal, hogy sikeresen kifejlesztettek olyan „miniagyakat”, amelyek az emberi agy összes funkcionális területét tartalmazzák, lehetővé téve számukra az idegi aktivitás szinte teljes szimulálását.

A „miniagyak” sikeres kifejlesztése jelentős áttörést jelent a modern biomedicinális mérnöki tudományokban és az idegtudományban – Fotó: AI

Az Advanced Science folyóiratban megjelent publikációban a Johns Hopkins Egyetem (USA) kutatócsoportja arról számolt be, hogy ezek az idegsejtcsoportok a 40 napos emberi magzat aktivitási szintjéhez hasonló szintet mutattak. 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.

Az emberi agy organoidjaiként ismert 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 technológia fejlődésének köszönhetően ezek az organoidok nemcsak bioelektromos aktivitást mutattak, hanem egyszerű robotokat is képesek irányítani, vagy akár olyan alapvető videojátékokat is „játszani”, mint a Pong, amelyet egykor a neurobiológia területén csodának tartottak.

Azonban a mai napig a legtöbb létrehozott organoid csak egy adott agyterületet szimulál, például az agykérget, a középagyat vagy a kisagyat, és még nem sikerült lemásolni, hogy ezek az agyterületek hogyan koordinálják a funkcióikat a valóságban. Ha a tudomány a neurofejlődési rendellenességeket vagy a pszichiátriát akarja tanulmányozni, olyan modellekre van szüksége, amelyek az egész emberi agyat működés közben reprezentálják.

Annie Kathuria kutató szerint nem kérhetjük meg senkitől, hogy az autizmus tanulmányozása során megfigyelhessük az agyát. Az egész agyat lefedő organoid modellek azonban lehetővé tehetik számunkra a kóros folyamat közvetlen monitorozását, ezáltal ellenőrizve a kezelés hatékonyságát, sőt, akár személyre szabva a kezelési terveket is.

Évekig tartó kísérletezés után Kathuria csapata a világon az elsők között fejlesztett ki egy több régióból álló agyi organoidot (MRBO). Először az emberi agy különböző régióiból származó neuronokat, valamint az alapvető vérereket tenyésztették különálló tenyésztőcsészékben. Ezeket a régiókat ezután egyfajta „biológiai szuperragasztó” fehérje segítségével összekapcsolták, lehetővé téve a szövetek összekapcsolódását és kölcsönhatását egymással.

Ennek eredményeként az agyterületek szinkronizált elektromos aktivitást kezdenek generálni, egységes hálózatot alkotva. A kutatócsoport figyelemre méltó módon megfigyelte a vér-agy gát kezdeti megjelenését is. Ez az agyat körülvevő sejtek rétege, amely segít szabályozni, hogy mely anyagok juthatnak be az agyba.

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 elemzési lehetőségeket kínálnak.

A Johns Hopkins kutatócsoportja szerint az MRBO-k felhasználhatók lennének gyógyszerek emberi modelleken történő tesztelésére állatok helyett. Jelenleg a gyógyszerek 85-90%-a bukik meg 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 elsősorban egereken vagy más állatmodelleken alapulnak.

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 egy adott területet. Ha megértjük, mi történik az agyfejlődés korai szakaszában, akkor teljesen új kezelési célpontokat találhatunk” – osztotta meg Annie Kathuria kutató.

A szakértők ezt a kutatást jelentős áttörésnek tartják a modern biomedicinális mérnöki tudományokban és az idegtudományban. A komplex organoid modellektől a tudósok a személyre szabott diagnózis és kezelés felé haladhatnak, ahol minden beteg egyedi agymodellel rendelkezik, amely pontosan felméri a gyógyszerek hatásait.

Ezenkívül a jövőbeli lehetőségek közé tartoznak az agy-számítógép interfészek, sőt, a biológiai organoidokon alapuló mesterséges intelligencia új iránya is.

Vissza a témához

MINH HAI

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