De ani de zile, cercetătorii au încercat să folosească celule stem pentru a crea și implanta mini-creiere și organe umane, în speranța de a înțelege mai bine modul în care acestea răspund la mediul înconjurător. Acum, în cadrul unui studiu inovator, cercetătorii de la Universitatea California (UC) San Diego au reușit să observe cu succes un răspuns în timp real atunci când stimulii au fost prezenți la mini-creierele umane.
Cercetările privind organoizii corticali umani (culturi neuronale tridimensionale) au fost efectuate în prezent pentru a studia dezvoltarea și disfuncția creierului. Până în prezent, dacă organoizii ar putea să se conecteze funcțional cu o rețea senzorială in vivo rămâne un mister.
Ce s-a realizat
O echipă de cercetători de la Stanford a început să implanteze mini-creiere umane, sau organoizi, în șobolani, realizând conexiuni cu neuronii acestora. Pentru a răspunde la această întrebare, a fost realizat un nou experiment care implică rețele de microelectrozi transparente și imagistică cu doi fotoni. Experimentul a presupus transplantarea unui organoid cortical uman în cortexul retrosplenial al unui șoarece adult.
În acest nou studiu condus de cercetătorii de la UC San Diego, aceștia au observat un răspuns direct la stimularea externă. Cercetătorii au aprins o lumină albă strălucitoare în fața șobolanilor pentru a stimula mini-creierul. Electrozii de grafen au fost folosiți pentru a măsura răspunsul, care a arătat o activitate care se propaga din cortexul vizual al mini-creierilor umani. Încercările anterioare de monitorizare a creierelor s-au dovedit a fi dificil de captat din cauza faptului că activitatea cerebrală durează doar câteva milisecunde. Cu toate acestea, echipa de la UC San Diego a reușit să combine două tehnici experimentale pentru a obține imagini ale celulelor cerebrale.
Rezultate
Rezultatele studiului au arătat că organoidul uman a fost vascularizat cu succes, iar stimulii vizuali au evocat răspunsuri electrofiziologice în organoid, similare cu cele ale cortexului care îl înconjoară. Activitatea multiunitară (MUA) și puterea gamma au crescut, indicând o integrare funcțională între organoid și creierul gazdă. S-au format, de asemenea, sinapse om-șoarece, așa cum a fost demonstrat prin imunomarcație.
Impact
Acest studiu reprezintă o etapă importantă în demersul de înțelegere a funcției mini-creierului uman. Succesul cercetării le permite oamenilor de știință să înțeleagă mai bine funcția acestor mini-organe, ajutându-i să dezvolte noi tratamente. De asemenea, tehnologia a permis oamenilor de știință să observe diferențele dintre răspunsurile funcționale ale organoizilor la stimuli senzoriali, deschizând calea pentru o mai bună înțelegere a dezvoltării și disfuncțiilor creierului.
