Rekord: közel hat évig működtek az emberi miniagyak

Egy új tanulmány alapján sikerült közel hat éven át életben tartani laboratóriumban növesztett, emberi idegsejtekből álló miniatűr agyszöveteket – számol be az IFLScience. Ez új rekordot jelent az agyi organoidok kutatásában.

A néhány milliméteres, borsszemnyi szövetdarabok nem tekinthetők tudatos „miniagyaknak”, fejlődésük azonban meglepően sok tekintetben követte a valódi emberi agy korai érését. Paola Arlotta, a Harvard Egyetem munkatársa és kollégái a korábbi, 694 napos csúcsot felülmúlva közel hat éven át tartották fenn a mintákat. Sőt, mire az eredményeket közlésre benyújtották, már hét éve életben lévő organoidjaik is akadtak.

Az organoidok háromdimenziós sejtkultúrák, amelyek bizonyos szempontból utánozzák a valódi szervek működését és fejlődését. Az agyi organoidokban idegsejtek alakulnak ki, kapcsolatokat létesítenek egymással, és elektromos jeleket bocsátanak ki. A hosszú távú tenyésztés most lehetővé tette, hogy a kutatók ne csak az agy korai fejlődését vizsgálják.

Legyél Te is előfizetőnk!Tetszik a National Geographic online tartalma? A nyomtatott magazinban további, máshol nem elérhető történeteket és fotókat találsz. Aktuális előfizetési akciónkról itt tájékozódhatsz.

„Nem tudtuk, meddig juthat el az emberi agyszövet fejlődése és érése az agyon belüli, természetes környezetén kívül” – mondta Arlotta. A projekt végül megmutatta, hogy az organoidok nemcsak életben tarthatók, hanem példátlanul hosszú időn keresztül képesek fejlődni, érni.

Milyen vizsgálatokat végeztek a miniagyakkal?

A kutatók a sejtek génműködését, a genom kémiai módosulásait és a sejtek szerkezetének változásait követték nyomon. Az organoidokban idővel különböző idegsejtek és gliasejtek jelentek meg, utóbbiak többek között támogatják és védik az idegsejteket. A neuronok tartós kapcsolatokat is kialakítottak, és legalább két éven keresztül jellegzetes elektromos aktivitást mutattak.

A legmeglepőbb eredmény egy másik kísérletből származott. A szakértők idősebb miniagyakból származó idegsejteket fiatalabb organoidokba helyeztek át. A sejtek ennek ellenére nem igazodtak az új, fiatalabb környezetükhöz: továbbra is úgy fejlődtek, mintha az eredeti, idősebb szövetben maradtak volna. Végül olyan sejttípusokat hoztak létre mindössze két hét alatt, amelyek egyébként csak két-három hónapos fejlődés után jelennének meg.

Arlotta szerint az eredmény kissé megdöbbentő volt. Mint hozzátette, az adatok arra utalnak, hogy az egyes sejtek valamilyen módon megőrzik saját fejlődési történetüket.

A jelenség alapján a kutatók úgy vélik, hogy az idegsejtek fejlődését részben egy sejten belüli biológiai óra szabályozhatja. Irene Faravelli, a Harvard Egyetem szakembere és a csapat tagja szerint ez azért különösen figyelemre méltó, mert az agy fejlődése természetes körülmények között számos más szervvel és rendszerrel áll kapcsolatban. „Egyáltalán nem volt magától értetődő, hogy ez az egyszerűsített modell ennyi szempontból kövesse a természetes fejlődést” – emelte ki.

A kutatók szerint a hosszú életű organoidok új lehetőségeket teremthetnek az emberi agy fejlődésének és betegségeinek vizsgálatában. A következő kihívás az, hogy a szakértőknek ne kelljen éveket várniuk, mire az organoidok elérik a későbbi fejlődési állapotokat.