Νέες ελπίδες θεραπείας σοβαρών ασθενειών: Τμήματα ανθρώπινου εγκεφάλου μεταμοσχεύθηκαν σε αρουραίους

Τμήματα ανθρώπινου εγκεφαλικού ιστού έχουν μεταμοσχευθεί σε εγκεφάλους αρουραίων σε μια έρευνα που θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για νέες θεραπείες για καταστροφικές εγκεφαλικές κακώσεις.

Η πρωτοποριακή μελέτη έδειξε ότι τα «ανθρώπινα εγκεφαλικά οργανοειδή» - μπάλες νευρώνων σε μέγεθος σουσαμιού - μπόρεσαν να ενσωματωθούν στον εγκέφαλο αρουραίου, να συνδεθούν με την παροχή αίματος και να επικοινωνήσουν με τους νευρώνες του αρουραίου.

Η ομάδα που βρίσκεται πίσω από το έργο αναφέρει ότι τελικά οι γιατροί θα μπορούσαν να είναι σε θέση να αναπτύσσουν στο εργαστήριο «σταγόνες» εγκεφαλικού ιστού από τα ίδια τα κύτταρα ενός ασθενούς και να τις χρησιμοποιούν για την αποκατάσταση εγκεφαλικών τραυματισμών που προκαλούνται από εγκεφαλικό επεισόδιο ή τραύμα.

«Αυτό είναι απίστευτα συναρπαστικό για μένα ως γιατρό», δήλωσε ο Isaac Chen, γιατρός και επίκουρος καθηγητής νευροχειρουργικής στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια.

Η μελέτη είναι η πιο πρόσφατη στον ταχέως αναπτυσσόμενο και ηθικά πολύπλοκο τομέα των εγκεφαλικών οργανοειδών. Οι επιστήμονες έχουν δείξει ότι όταν καλλιεργούνται στις κατάλληλες συνθήκες, οι νευρώνες αρχίζουν να σχηματίζουν μικροσκοπικές δομές που μοιάζουν με τον εγκέφαλο, επιτρέποντας στους επιστήμονες να διερευνούν αναπτυξιακές καταστάσεις όπως ο αυτισμός και ένα ευρύ φάσμα βασικών ερωτημάτων της νευροεπιστήμης.

Η νέα έρευνα είναι η πρώτη απόδειξη ότι ο εγκεφαλικός ιστός που αναπτύσσεται στο εργαστήριο μπορεί να εμφυτευθεί επιτυχώς σε σημείο τραυματισμού για την αποκατάσταση ενός ενήλικου εγκεφάλου, γεγονός που υποδηλώνει ότι θα μπορούσαν να υπάρξουν μελλοντικές κλινικές εφαρμογές.

Ο Chen και οι συνεργάτες του μεγάλωσαν ανθρώπινα εγκεφαλικά οργανοειδή σε ένα πιάτο μέχρι να αποκτήσουν διάμετρο περίπου 1,5 χιλιοστών. Οι μπάλες ιστού μεταμοσχεύθηκαν στη συνέχεια στους εγκεφάλους ενήλικων αρουραίων που είχαν υποστεί τραυματισμούς στον οπτικό τους φλοιό. Μέσα σε τρεις μήνες, τα μεταμοσχευμένα οργανοειδή είχαν ενσωματωθεί στον εγκέφαλο του ξενιστή τους, συνδέθηκαν με την παροχή αίματος, επεκτάθηκαν σε πολλαπλάσιο όγκο από τον αρχικό και έστειλαν προβολές που συνδέθηκαν με τους νευρώνες του αρουραίου, σύμφωνα με τη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Cell Stem Cell.

«Δεν περιμέναμε να δούμε αυτόν τον βαθμό λειτουργικής ενσωμάτωσης τόσο νωρίς», λέει ο Chen. «Αυτό υποδηλώνει ότι η μεταμόσχευση νευρικού ιστού στον εγκέφαλο των ενήλικων θηλαστικών, ειδικά εκείνου που έχει διαταραχθεί με κάποιου είδους τραυματισμό, είναι πραγματικά μια βιώσιμη πορεία προς τα εμπρός για τη νευρική αποκατάσταση».

Οι επιστήμονες δεν αξιολόγησαν αν τα εμφυτεύματα βελτίωσαν το πόσο καλά μπορούσαν να λειτουργήσουν οι αρουραίοι, αλλά οι δοκιμές έδειξαν ότι οι ανθρώπινοι νευρώνες εκτόξευαν ηλεκτρικά σήματα όταν οι αρουραίοι εκτέθηκαν σε φώτα που αναβόσβηναν. Ο Chen δήλωσε ότι αυτό υποστήριξε την ιδέα ότι τα οργανοειδή θα μπορούσαν να λειτουργήσουν ως «κενές μονάδες επεξεργασίας» που ο εγκέφαλος θα μπορούσε να απορροφήσει και να χρησιμοποιήσει για να αναδομηθεί μετά από τραυματισμό.

«Με την ορθολογική εισαγωγή αυτών των κατασκευασμένων μονάδων επεξεργασίας σε συγκεκριμένες περιοχές του τραυματισμένου εγκεφάλου, πιστεύουμε ότι η αυξημένη υπολογιστική ικανότητα αυτών των περιοχών θα είχε ως αποτέλεσμα την επαρκή αποκατάσταση των εγκεφαλικών δικτύων για την αποκατάσταση της νευρολογικής λειτουργίας», δήλωσε ο Chen.

Θεωρητικά, τα εξατομικευμένα εγκεφαλικά οργανοειδή θα μπορούσαν να δημιουργηθούν στο εργαστήριο από τα ίδια τα κύτταρα ενός ασθενούς, αν και ο Chen προέβλεψε ότι οι κλινικές εφαρμογές θα απέχουν τουλάχιστον πέντε έως 10 χρόνια. «Βρισκόμαστε στην αρχή αυτού του ταξιδιού», δήλωσε.

Η Δρ Σερένα Μπάραλ, λέκτορας στην αναπτυξιακή νευροεπιστήμη στο UCL, η οποία δεν συμμετείχε στην εργασία, τη χαρακτήρισε ως μια «απίστευτη» επίδειξη της απόλυτης προσαρμοστικότητας των νευρώνων. «Υπάρχουν πολλές πληροφορίες που βρίσκονται στο ίδιο το DNA και που επιτρέπουν στους νευρώνες να λειτουργούν όπου κι αν βρίσκονται - είτε βρίσκονται σε ένα πλαστικό κουτί στο εργαστήριο είτε στον εγκέφαλο», είπε.

Πρόσθεσε ότι σε μελλοντικές κλινικές εφαρμογές, ο βαθμός στον οποίο ο εγκέφαλος θα μπορούσε να επιδιορθωθεί είναι πιθανό να εξαρτηθεί από το ποιες λειτουργίες έχουν χαθεί.

«Ο οπτικός φλοιός είναι πιο απλός, αλλά αν σκεφτείτε να αντικαταστήσετε τις περιοχές που είναι σημαντικές για την ομιλία, τους μαθηματικούς υπολογισμούς, τη σκέψη - αυτό θα μπορούσε να είναι λίγο πιο δύσκολο, επειδή υπάρχουν πολλές ικανότητες του εγκεφάλου που αναπτύσσονται με την εμπειρία», είπε.

ΟΛΕΣ ΟΙ ΕΙΔΗΣΕΙΣ

• Η κακοκαιρία Μπάρμπαρα «παραλύει» την Αττική - Τι δεν θα λειτουργήσει τη Δευτέρα - Αναλυτικός οδη
• Ισχυρή σύσταση από την Πολιτική Προστασία για την κακοκαιρία Μπάρμπαρα: Μετά τις 10 οι εργαζόμενοι στις δουλειές
• Μετά από 15 χρόνια, αυξάνονται οι ρυθμοί ανοικοδόμησης: Πώς η προσφορά καινούργιων σπιτιών θα εκλογικεύσει τις τιμές των μεταχειρισμένων
• Καμμένος κορμός μπήκε σε εν κινήσει Λευκό Βέλος - Από θαύμα γλύτωσε ο μηχανοδηγός
• Σε πτώση οι τιμές των καυσίμων - Οι εκτιμήσεις για το που θα διαμορφωθούν οι τιμές