Az organoidokat felhasználva a tudósok képesek voltak létrehozni egy
biológiai modellt arról, hogy miként alakul ki a mikrokefália, vagyis a
kóros kisfejűség, ami előrevetítheti, hogy a jövőben hasonló technikával
olyan rendellenességeket is modellezni lehet majd, mint a világszerte
milliókat érintő autizmus és a skizofrénia. A kutatásról külső szakértők
úgy vélekedtek, hogy az eljárás jelentős eszköznek ígérkezik a
lehetséges kezelések tesztelésében is.
Noha kezdetben csak egy
viszonylag egyszerű szövet, az emberi agy gyorsan a természet
legbonyolultabb struktúrájává alakul. A tudósok azonban még mindig
ismerik ennek a folyamatnak a részleteit. Ez teszi rendkívül nehézzé a
rendellenességek megértését, illetve azok kezelését.
Jürgen Knoblich és Madeline Lancaster
vezetésével a kutatók tápanyagok különleges koktéljával növesztették az
őssejteket, így fokozták azok képességét arra, hogy összetett szervi
struktúrákba rendeződjenek. Ezt követően neuroektodermnek nevezett
szöveteket tenyésztettek. Ezek azok a sejtrétegek az embrióban, amelyből
az agy összes része és az idegrendszer kifejlődik. E szövetnek a
darabkáit egy vázba (scaffoldba) ültették, ezt pedig egy bioreaktorba,
vagyis egy olyan rendszerbe tették, amely oxigént és tápanyagokat
cirkuláltat, hogy agyi organoidokká növessze a szöveteket.
Egy
hónap elteltével a darabkák primitív struktúrákká rendeződtek. Ezekben
fejlődésben lévő agyterületeket, például a retinát, a plexus
chorioideust és az agykérget lehetett felismerni. Két hónap múltán az
organoidok elérték maximum - hozzávetőleg 4 milliméteres - méretüket.
Noha még így is nagyon kicsik voltak és távol álltak attól, hogy akár
még csak hasonlítsanak is egy teljesen kifejlett emberi agy kifinomult
struktúrájára, mégis tartalmaztak tüzelő neuronokat és különféle
idegszöveteket. "Ez az az eset, amikor nem a méret a lényeg" - jegyezte
meg Jürgen Knoblich.
Egy fejlődésben lévő egér agya (balra) és a mesterségesen előállított organoid (jobbra) |
"Rendszerünk nem az agy egészének kifejlesztésére optimalizált, egyáltalán nem is ez volt a szándékunk. Legfőbb célunk volt elemezni az emberi agy(szövet) fejlődését, valamint létrehozni egy olyan modellt, amely alkalmas az állatoknál használt rendszerekből nyert ismereteknek az emberre való átültetésére" - magyarázta.
Az osztrák és a skót
kutatócsoport is hangsúlyozta, hogy még nagyon messze vannak egy teljes
egészében működő emberi agy laboratóriumi növesztésétől.