Udane opracowanie „mini-mózgów” to przełom w nowoczesnej inżynierii biomedycznej i neuronauce – zdjęcie: AI
W publikacji w czasopiśmie „Advanced Science” zespół badawczy z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa (USA) doniósł, że te skupiska komórek nerwowych wykazują poziom aktywności podobny do aktywności 40-dniowego płodu ludzkiego. Otwiera to nowe perspektywy w leczeniu chorób neurologicznych, takich jak choroba Parkinsona i Alzheimera.
„Sztuczne mózgi” są coraz bliższe rzeczywistości.
Te skupiska komórek, znane jako organoidy ludzkiego mózgu, są hodowane z pluripotentnych komórek macierzystych, które mają zdolność różnicowania się w różne obszary mózgu. Nie są świadome, ale mogą wykonywać podstawowe funkcje, takie jak pamięć i uczenie się.
W ostatnich latach, dzięki rozwojowi technologii 3D, organoidy te nie tylko wykazały aktywność bioelektryczną, ale potrafią również kontrolować proste roboty, a nawet „grać” w proste gry wideo, takie jak Pong, która kiedyś była uważana za cud w dziedzinie neurobiologii.
Jednak do tej pory większość stworzonych organoidów symuluje jedynie określony obszar mózgu, taki jak kora mózgowa, śródmózgowie czy móżdżek, i nie udało się jeszcze odtworzyć sposobu, w jaki te obszary mózgu koordynują swoje funkcje w rzeczywistości. Jeśli nauka chce badać zaburzenia neurorozwojowe lub psychiatrię, potrzebuje modeli, które odzwierciedlają cały ludzki mózg w działaniu.
Według badaczki Annie Kathurii, nie możemy prosić kogoś o umożliwienie nam obserwacji jego mózgu w celu zbadania autyzmu. Jednak modele organoidów całego mózgu mogłyby pozwolić nam na bezpośrednie monitorowanie procesu patologicznego, a tym samym sprawdzanie skuteczności leczenia, a nawet personalizację planów terapeutycznych.
Po latach eksperymentów zespół Kathurii jako jeden z pierwszych na świecie opracował wieloobszarowy organoid mózgu (MRBO). Najpierw hodowali neurony z różnych obszarów ludzkiego mózgu wraz z podstawowymi naczyniami krwionośnymi w oddzielnych naczyniach hodowlanych. Następnie obszary te połączono za pomocą białka „biologicznego superkleju”, umożliwiając tkankom łączenie się i interakcję ze sobą.
W rezultacie obszary mózgu zaczynają generować zsynchronizowaną aktywność elektryczną, tworząc jednolitą sieć. Co ciekawe, zespół badawczy zaobserwował również początkowe pojawienie się bariery krew-mózg. Jest to warstwa komórek otaczających mózg, która pomaga kontrolować, które substancje mogą do niego dotrzeć.
Nowe możliwości w leczeniu chorób neurologicznych.
Choć znacznie mniejszy niż prawdziwy ludzki mózg, każdy MRBO zawiera zaledwie 6-7 milionów neuronów, w porównaniu z dziesiątkami miliardów u osoby dorosłej. Jednak biorąc pod uwagę, że około 80% komórek jest charakterystycznych dla wczesnego rozwoju płodowego, modele te oferują niespotykane dotąd możliwości analizy.
Według zespołu badawczego z Johns Hopkins, MRBO mogłyby być wykorzystywane do testowania leków na modelach ludzkich, a nie na zwierzętach. Obecnie 85-90% leków nie przechodzi badań klinicznych fazy I, a odsetek ten sięga nawet 96% w przypadku leków stosowanych w leczeniu chorób neurologicznych, głównie dlatego, że badania przedkliniczne opierają się głównie na myszach lub innych modelach zwierzęcych.
Przejście na testy MRBO może przyspieszyć postępy i poprawić wskaźniki sukcesu.
„Choroba Alzheimera, autyzm i schizofrenia wpływają na cały mózg, a nie tylko na jego konkretny obszar. Jeśli zrozumiemy, co dzieje się we wczesnych stadiach rozwoju mózgu, możemy być w stanie znaleźć zupełnie nowe cele terapeutyczne” – powiedziała badaczka Annie Kathuria.
Eksperci uważają te badania za przełom we współczesnej inżynierii biomedycznej i neuronauce. Od złożonych modeli organoidów naukowcy mogą przejść do spersonalizowanej diagnostyki i leczenia, gdzie każdy pacjent ma unikalny model mózgu zbudowany w celu dokładnej oceny skutków leków.
Ponadto przyszły potencjał obejmuje interfejsy mózg-komputer, a nawet nowy kierunek rozwoju sztucznej inteligencji opartej na biologicznych organoidach.
Źródło: https://tuoitre.vn/dot-pha-nuoi-cay-thanh-cong-nao-nguoi-thu-nho-20250729171444933.htm
Komentarz (0)