Petri-csészében fejlesztett emberi mini-agyak

Agyunkban 100 milliárd agysejt található, éppen annyi, mint ahány csillag található a galaxisunkban. Joggal mondhatják a kutatók, hogy ez az univerzum egyik legbonyolultabb és legösszetettebb objektuma. Éppen ezért, és azért, mert az agykutatás mindeddig leginkább állatok tanulmányozásával folyt, megismerése szinte lehetetlennek tűnt. 2008-ban azonban elindult egy folyamat, melynek eredményeként ma több angol és osztrák kutató (Institute of Molecular Biotechnology) is emberi agyak miniatűr másának laboratóriumi körülmények között történő előállításával foglalkozik.

A művelet nyolc évvel ezelőtt egy egér embrionális őssejtjének idegsejtté alakításával kezdődött, ma azonban már egy felnőtt ember egyetlen darab bőrsejtjéből indul ki, melyet (pluripotens) őssejtté alakítanak. Ez az őssejt egy speciális vitaminokban és tápanyagokban gazdag vegyületbe kerül, amelynek következtében neuronná alakul. Az így kapott idegsejtet sűrű fehérje-zselében helyezik el, ahol nem csak növekedni, de szaporodni is elkezd. Egy hónap elteltével a sejtek önszerveződő módon struktúrává állnak össze, két hónap alatt az agyi organoidok (cerebral organoids) elérik maximális méretüket, a 4 millimétert.  Forgó bioreaktorban tárolva, optimális körülmények között akár hónapokig is elélnek és kutathatóak.

Nem várhatunk csodát

Névtelen

Létrehozásuk óta több kutató is hangsúlyozza, hogy bár korábban elképzelhetetlen volt egy ilyen 3 dimenziós organoid kifejlesztése, nagyon sok időre van még szükség ahhoz, hogy teljes emberi agyak kópiáit tudják mesterségesen előállítani. A különböző agyterületeknek megfelelő régiók jelenleg véletlenszerű térbeli eloszlást mutatnak, de mivel saját érhálózattal sem rendelkeznek az organoidok tápanyagellátásuk is akadozik.

Vagy mégis?

Annak ellenére, hogy ezek az agykezdemények nem érzékelnek, és egy ember agyához képest nagyon fejletlenek, további vizsgálatuk elengedhetetlen az agykutatás továbbhaladásához. A felsorolt problémák ellenére ugyanis, az agy korai szerkezetét és fejlődésének kezdeti szakaszát sokkal részletesebben lehet tanulmányozni az organoidokon. Többek között azt, hogyan hatnak rájuk bizonyos hatóanyagvegyületek, vagy hogyan befolyásolják a szerkezetüket bizonyos genetikai módosítások. Mindezeknek tükrében, vizsgálatuk segíthet jobban megérteni olyan gyakori betegségeket is, mint az epilepszia, az autizmus vagy a skizofrénia, továbbá fontos lépcsőfok lehet ez a mikrokefália-kutatásban (kisfejűség) is.

Madeline Lancaster előadása felfedezésükről itt tekinthető meg.

 

forrás: bbc.com, technologyreview.com, origo.hu

kép: scientificamerican.com, bbc.com (videó)