Neuronii umani transplantați s-au dezvoltat și au format legături cu cei din creierul rozătoarelor. Această reușită revoluționară ar putea deschide calea către testarea unor terapii pentru afecțiuni psihiatrice și neurologice.
Celulele nervoase implantate în creierul șoarecilor de laborator sunt structuri în miniatură pe care savanții le-au creat din celule stem umane. Acestea pot trimite semnale și pot răspunde la indicii de mediu captați de mustățile șobolanilor, relatează AP.
Studiul face parte din eforturile oamenilor de știință de a înțelege mai bine dezvoltarea creierului uman și bolile care afectează acest organ complex. "Multe tulburări, precum autismul și schizofrenia, par să fie tipic umane", a declarat dr. Sergiu P. Pașca, coordonatorul studiului publicat miercuri de Nature.
Medicul de origine română Sergiu P. Paşca, profesor asociat la Departamentul de Psihiatrie şi Ştiinţe Comportamentale de la Universitatea Stanford, a studiat medicina în România, înainte de a se muta în Statele Unite și a fost desemnat cercetătorul anului 2021 de Societatea internaţională de cercetare în domeniul schizofreniei (SIRS).
Ce s-a întâmplat după transplatarea neuronilor
Cercetătorii de la Universitatea Stanford au transformat celulele umane extrase din piele în celule stem, apoi le-au multiplicat pentru a forma structuri asemănătoare cu cortexul cerebral, stratul exterior al creierului uman care joacă un rol cheie în funcții precum memoria, gândirea, învățarea și emoțiile.
Ca și neuronii din creierul uman, cei creați de cercetători nu se pot dezvolta singuri, astfel că savanții i-au transplantat în creierul puilor nou-născuți de șoareci de laborator, cu vârsta de două până la trei zile, stadiul în care legăturile din creier sunt în curs de formare.
Cercetătorii au implantat în ambele părți ale creierului cobailor două tipuri de structuri neuronale: una a fost creată din celulele unei persoane sănătoase, iar cealaltă - din celulele unui pacient cu sindromul Timothy, o afecțiune genetică rară, asociată cu probleme cardiace și autism.
După cinci luni, autorii studiului au observat că structurile s-au dezvoltat și au ajuns să ocupe o treime din emisfera creierului în care au fost implantate, formând conexiuni cu neuronii șoarecilor. Au apărut diferențe în activitatea electrică a celor două emisfere ale creierului cobailor, iar neuronii de la pacientul cu sindrom Timothy aveau dimensiuni mult mai mici și nu formau multe extensii care să preia semnalele celorlalte celule nervoase.
Testele nu au indicat o îmbunătățire a performanțelor structurii neuronale umane, dar nici posibile efecte negative asupra cobailor. Savanții au observat că neuronii umani se activau la trecerea aerului prin mustățile șoarecilor, semn al integrării structurilor transplantate în țesutul cerebral al rozătoarelor, relatează The Guardian.
Șoarecii au fost apoi antrenați astfel încât să se aștepte să primească o picătură de apă de fiecare dată când celulele umane din creierul lor se activează, demonstrând că acestea ar putea afecta comportamentul animalelor.
Calea spre noi progrese
Neuroni umani au mai fost transplantați la rozătoare, însă la exemplare adulte. Este pentru prima dată când aceste celule sunt transferate în creierul unor șoareci atât de tineri, creând "cel mai avansat circuit nervos uman realizat vreodată din celulele pielii umane, o demonstrație că neuronii umani implantați pot influența comportamentul animalelor", a explicat Pașca.
Profesorul de origine română spune că experimentul poate fi repetat folosind celule umane prelevate de la pacienți cu afecțiuni precum autismul sau schizofrenia, pentru a afla cum afectează și aceste boli creierul.
Structurile create din celule umane pot fi folosite și ca noi terapii pentru afecțiunile neurologice, în prezent principala cauză a dizabilității la nivel mondial. Astfel de studii i-ar putea ajuta pe cercetători să facă progrese care erau extrem de dificile până acum, a mai spus Sergiu Pașca.