De succesvolle ontwikkeling van 'mini-hersenen' is een belangrijke doorbraak in de moderne biomedische technologie en neurowetenschappen - Foto: AI
In een publicatie in het tijdschrift Advanced Science meldde een onderzoeksteam van de Johns Hopkins University (VS) dat deze clusters van zenuwcellen activiteitsniveaus vertoonden die vergelijkbaar waren met die van een 40 dagen oude menselijke foetus. Dit opent nieuwe perspectieven voor de behandeling van neurologische aandoeningen zoals de ziekte van Parkinson en de ziekte van Alzheimer.
"Kunstmatige hersenen" komen steeds dichter bij de realiteit.
Deze celclusters, ook wel menselijke hersenorganoïden genoemd, worden gekweekt uit pluripotente stamcellen die het vermogen hebben om zich te differentiëren tot verschillende hersengebieden. Ze zijn niet bewust, maar kunnen wel basale functies uitvoeren zoals geheugen en leren.
De afgelopen jaren hebben deze organoïden, dankzij de ontwikkeling van 3D-technologie, niet alleen bio-elektrische activiteit vertoond, maar kunnen ze ook eenvoudige robots besturen of zelfs simpele videospelletjes zoals Pong "spelen", wat ooit als een wonder op het gebied van de neurobiologie werd beschouwd.
Tot nu toe simuleren de meeste ontwikkelde organoïden echter slechts een specifiek hersengebied, zoals de hersenschors, de middenhersenen of het cerebellum, en hebben ze nog niet gerepliceerd hoe deze hersengebieden hun functies in de realiteit coördineren. Als de wetenschap neuro-ontwikkelingsstoornissen of psychiatrie wil bestuderen, heeft ze modellen nodig die het gehele menselijke brein in actie weergeven.
Volgens onderzoekster Annie Kathuria kunnen we iemand niet vragen om ons hun hersenen te laten observeren om autisme te bestuderen. Maar organoïde modellen van de hele hersenen zouden ons in staat stellen het pathologische proces direct te volgen, waardoor we de effectiviteit van de behandeling kunnen controleren en zelfs behandelplannen kunnen personaliseren.
Na jaren van experimenteren was het team van Kathuria een van de eersten ter wereld die een multiregionaal hersenorganoïde (MRBO) ontwikkelde. Eerst kweekten ze neuronen uit verschillende delen van de menselijke hersenen, samen met basale bloedvaten, in aparte kweekbakjes. Deze delen werden vervolgens met elkaar verbonden door middel van een soort "biologische superlijm"-eiwit, waardoor de weefsels met elkaar konden verbinden en interageren.
Als gevolg hiervan beginnen hersengebieden gesynchroniseerde elektrische activiteit te genereren, waardoor een uniform netwerk ontstaat. Opvallend is dat het onderzoeksteam ook de eerste verschijning van de bloed-hersenbarrière waarnam. Dit is de laag cellen die de hersenen omringt en helpt reguleren welke stoffen de hersenen kunnen binnendringen.
Nieuwe mogelijkheden in de behandeling van neurologische aandoeningen.
Hoewel veel kleiner dan een echt menselijk brein, bevat elke MRBO slechts 6-7 miljoen neuronen, vergeleken met tientallen miljarden in een volwassene. Echter, met ongeveer 80% van de cellen die kenmerkend zijn voor de vroege foetale ontwikkeling, bieden deze modellen ongekende mogelijkheden voor analyse.
Volgens het onderzoeksteam van Johns Hopkins zouden MRBO's gebruikt kunnen worden om medicijnen te testen op menselijke modellen in plaats van op dieren. Momenteel mislukt 85-90% van de medicijnen in fase 1 van klinische studies, en dit percentage loopt zelfs op tot 96% voor medicijnen tegen neurologische aandoeningen, grotendeels omdat preklinische studies voornamelijk gebaseerd zijn op muizen of andere diermodellen.
Overstappen op MRBO-testen zou de vooruitgang kunnen versnellen en de slagingspercentages kunnen verbeteren.
"De ziekte van Alzheimer, autisme en schizofrenie tasten allemaal de hele hersenen aan, niet slechts een specifiek gebied. Als we begrijpen wat er in de vroege stadia van de hersenontwikkeling gebeurt, kunnen we mogelijk geheel nieuwe behandelingsdoelen vinden", aldus onderzoekster Annie Kathuria.
Experts beschouwen dit onderzoek als een belangrijke doorbraak in de moderne biomedische technologie en neurowetenschappen. Van complexe organoïde modellen kunnen wetenschappers overstappen naar gepersonaliseerde diagnose en behandeling, waarbij voor elke patiënt een uniek hersenmodel wordt ontwikkeld om de effecten van medicatie nauwkeurig te beoordelen.
Daarnaast biedt de toekomst mogelijkheden zoals brein-computerinterfaces en zelfs een nieuwe richting voor kunstmatige intelligentie gebaseerd op biologische organoïden.
Bron: https://tuoitre.vn/dot-pha-nuoi-cay-thanh-cong-nao-nguoi-thu-nho-20250729171444933.htm
Reactie (0)